EFEKTIVITAS PENURUNAN Fe DAN Mn PADA AIR ASAM TAMBANG ochar is dul cis DENGAN TANAMAN PURUN TIKUS (El eochar ), ), DAN KAYU
APU (Pis ) MENGGUNAKAN SISTEM LAHAN BASAH Pi sti a str ati otes otes BUATAN METODE BATCH BERTINGKAT
Dosen Pembimbing: Dr. Qomariyatus Sholihah, Dipl.hyp, Dipl.hyp, ST., M.Kes 19780420 200501 2 002
Disusun Oleh: M. Wahyudin Saputra
H1E109048
Denny Dwi Ramadani
H1E110017
Radhiatul Istiqamah
H1E110032
Denny Mahendra Jangkan
H1E110035
Frenaldo
H1E110036
Jimmy Mangasi Siahaan
H1E110037
Reza Roberto Maulana
H1E110068
M. Azwar Ramadhani
H1E110069
Sapta Ady Pratama
H1E110202
KEMENTERIAN KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI S1 TEKNIK LINGKUNGAN BANJARBARU 2014
ii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa : 1. Karya tulis ini asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik apapun, baik di Universitas Lambung Mangkurat maupun d i perguruan tinggi lainnya. 2. Karya
tulis
ini
adalah
merupakan
gagasan,
rumusan
dan
penelit penelit ian saya sendiri, tanpa bantuan pihak lain kecuali arahan dari dar i Dosen Pe mbimbing. mbimbing. 3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama penulis dan dicantumkan dalam daftar pustaka. 4. Program soft ware komputer yang digunakan dalam penelitian ini sepenuhnya menjadi tanggungjawab saya, bukan tanggungjawab Universitas Lambung Mangkurat (apabila menggunakan softw soft ware khusus). 5. Pernyataan
ini
saya
buat
dengan
sesungguhnya
dan
apabila
dikemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, ini, maka saya bersedia dengan pencabutan gelar ge lar
yang
menerima
sangsi
sudah diperol dipero leh,
akademik
serta
sangsi
lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di perguruan t inggi. inggi.
Banjarbaru, Banjar baru, Desember 2014 Yang membuat pernyataan,
Tim Penulis
iii
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besar penurunan parameter uji (Fe dan Mn) air asam tambang menggunakan tanaman Purun tikus (Eleocharis dulcis) dengan sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan (Vertical Subsurface-Constructed Wetland) serta waktu kontak efektif yang dibutuhkan pada sistem pengolahan tersebut. Metode penelitian ini meliputi reaktor lahan basah buatan berbahan kayu yang dilapisi plastik dengan dimensi 65 x 35 x 35 cm dengan sistem batch bertingkat menngunakan air asam tambang sebagai objek penelitian, effluent air asam tambang yang kemudian diolah. tanaman yang digunakan pada penelitian ini adalah Purun tikus (Eleocharis dulcis) Kayu apu (Pistia stratiotes) yang merupakan jenis tumbuhan liar yang dapat tumbuh dan dan beradaptasi dengan dengan baik pada lahan rawa pasang pasang surut. Hasil penelitian didapat, bahwa efisiensi penurunan konsentrasi Fe terjadi pada hari ke-3 dengan persentasi sebesar 91,06%. Sedangkan efisiensi penurunan konsentrasi Mn terjadi pada hari ke 3 dengan persentasi sebesar 97,39%. Kata Kun ci: air asam tambang, kayu apu, lahan basah buatan , purun ti kus
iv
ABSTRACT
The study was was intended to determine the lower level parameters (Fe and and Mn) of acid mine drainage by using Purun tikus plant ( Eleocharis dulcis), and Kayu apu plant (Pistia stratiotes) as a construted wetland system with vertical subsurface flow and the decreasing of effective time in prosessing system. The study method include constructed wetland reactor made of wood and plastic inside with dimension dimension 65x35x35 cm with a multilevel system of batch acid mine drainage is used as an object of study then processed. The plants that used in this study were Purun tikus and kayu apu that lived and grow in cat clay. This study result obtained, that the efficiency decrease concentration of Fe in third day with a percentage of 91,06%. Whereas the efficiency decrease concentration of Mn in third day with a percentage of 97,39%. Key words : acid mine drainage, constructed wetland, kayu apu, purun ti kus.
v
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum Assalamu‟alaikum Wr. Wb. Puji syukur senantiasa penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan karunia nikmat, rahmat, dan hidayah bagi umat-Nya. Atas ridho-Nya jualah penulis dapat menyusun dan menyelesaikan makalah yang berjudul “Efektivitas Penurunan Fe Dan Mn Pada Air Asam Tambang Dengan Tanaman Purun Tikus ( El eochari ), ), Dan Kayu Apu (Pistia ochari s Du lcis ) Menggunakan Sistem Lahan Basah Buatan Metode Batch Stratiotes Bertingkat ” ini tepat pada waktunya. Adapun penulisan makalah ini ber tujuan ber tujuan
untuk memenuhi tugas mata kuliah epidemiologi. Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Qomariyatus Sholihah selaku dosen mata kuliah epidemiologi. Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih mempunyai kekurangan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan kritik, saran, bimbingan, serta nasihat yang membangun demi kesempurnaan makalah ini. Besar harapan penulis semoga makalah ini bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca dalam meningkatkan prestasi belajar, serta membina mental seorang pelajar Indonesia seutuhnya. Amin. Amin. Wassalamu‟alaikum Wr. Wb.
Banjarbaru, Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN .............................. Error! Bookmark not defined. HALAMAN PERNYATAA PERNYATAAN................. N................................... .................................. .................................. ........................... ......... ii ABSTRAK ABSTRAK .................................. ................................................... .................................. .................................. ................................... .................... .. iii ABSTRACT ABSTRACT ............................... ................................................. .................................... ................................... .................................. ................... .. iv KATA PENGANTAR PENGANTAR ................................... ................................................... .................................. .................................. .................... .... v LEMBAR PERSEMBAHAN................... ......... ................... ............ ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR DAFTAR ISI .................................. ................................................... ................................... .................................. .................................. ..................v DAFTAR DAFTAR TABEL TABEL ............................... ................................................ ................................... ................................... ........................... ..........vii DAFTAR DAFTAR GAMBAR GAMBAR ................................. .................................................. ................................... ................................... .................... ... viii DAFTAR SINGKATAN ..................................................................................... 1 BAB I PENDAHU PENDAHULUAN LUAN .................................. ................................................... ................................... ................................ .............. 1 1.1
Latar Belakang....... Belakang....................... .................................. ................................... .................................. ............................. ............ 1
1.2
Perumusan Masalah ................... ......... ................... .................. .................. ................... .................. .................. ............... ..... 4
1.3
Tujuan Penelitian .................. ......... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. ........... 4
1.4
Manfaat Manfaat Penelitian Penelitian ............................... ................................................. .................................... ................................ .............. 4
1.5
Hipotesis Penelitian ................... ......... ................... .................. .................. ................... .................. .................. ............... ..... 5
1.6
Batasan Masalah ............................... ................................................. .................................... ................................... ................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 6 2.1
Air Asam Tambang Tamba ng ( Acid Mine Drainage) Drainage) ................................... ......................................... ...... 6
2.2
Logam Berat Fe dan Mn .................. ........ ................... .................. .................. ................... ................... .............. ..... 8
2.3
Tipe Lahan Basah Buatan ( Constructed Wetland) Wetland) ............................. ............................ 12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN........................................................... 32 3.1
Rancangan Penelitian .................. ......... .................. ................... ................... .................. .................. .................. ........... .. 32
3.2
Bahan dan Peralatan Penelitian ................... ......... ................... .................. .................. .................. .............. ..... 32
3.3
Variabel Variabel Penelitian................. Penelitian................................... ................................... .................................. ........................... .......... 34
3.4
Lokasi Penelitian .................. ......... .................. .................. ................... ................... .................. .................. ................. ........ 34
3.5
Prosedur Penelitian dan Teknik Pengumpulan Data .................. ......... ................... ............ 34
3.6
Analisis Analisis Data ................................... ................................................... .................................. .................................. .................. .. 37
v
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 39 4.1.
Hasil Penelitian Penelitian .................................. ................................................... .................................. ................................. ................ 39
4.1.1.
pH pada Reaktor Purun Tikus dan Kayu Apu .................. ......... .................. .............. ..... 41
4.1.2.
Penurunan Fe ................... ......... ................... .................. .................. ................... .................. .................. ................ ...... 43
4.1.3.
Penurunan Mn .................. ......... ................... .................. .................. ................... .................. .................. .............. ..... 44
4.2.
Pembahasan Pembahasan ................................. .................................................. ................................... ................................... ..................... .... 45
4.2.1.
Penurunan Fe ................... ......... ................... .................. .................. ................... .................. .................. ................ ...... 45
4.2.2.
Penurunan Mn .................. ......... ................... .................. .................. ................... .................. .................. .............. ..... 47
BAB V KESIMPULA KESIMPULAN N .................................. ................................................... .................................. ................................. ................ 51 5.1.
Kesimpulan Kesimpulan ............................... ................................................ ................................... ................................... ........................... .......... 51
5.2.
Saran ................................. .................................................. .................................. .................................. ................................... .................... 51
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 52
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Baku Mutu Limbah Cair Batubara .................................................... 8 Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan dari Sub Surface Flow Wetland ............ 19 Tabel 2.3 Kriteria Desain Untuk Pengolahan Pada Sub Surface Flow Wetland 20 Wetland 20 Tabel 2.4 Karakteristik Media Pada Sistem Lahan Basah buatan buatan ................... .......... ......... 22 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pH Reaktor Purun tikus ...................................... 41 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran pH Reaktor Kayu Apu ................... ......... ................... .................. ............ ... 41 Tabel 4.3 Uji Karakteristik Awal Air Asam Tambang .................................... 42 Tabel 4.4 Efisiensi Penurunan Besi (Fe) ......................................................... 45 Tabel 4.5 Efisiensi Penurunan Mangan (Mn) .................................................. 48 Tabel 4.6 Efisiensi Penurunan Besi (Fe) dan Mangan (Mn) ............. ............... ......... ...... 50
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tipe Aliran Lahan Basah Buatan ................................................. 12 Gambar 2.2 Skema Skema Penampang Penampang VSSF-CW................... .......... ................... ................... .................. .............. ..... 13 Gambar 2.3 Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Menurun ......... ................... .......... ......... 13 13 Gambar 2.4 Lahan Lahan Basah Buatan Aliran Aliran Vertikal Menanjak .................. ......... ................. ........ 24 Gambar 2.5 Tipe Aliran Vertikal Menurun ..................................................... 16 Gambar 2.6 Tipe Aliran Vertikal Menanjak .................................................... 17 Gambar 3.1 Reaktor Penelitian ....................................................................... 35 Gambar 3.2 Diagram Alir Prosedur Penelitian ................................................ 37 Gambar 4.1 Grafik Effluent Grafik Effluent Besi Besi (Fe) ............................................. ............................................................. ................ 46 46 Gambar 4.2 Grafik Efisiensi Penurunan Besi (Fe)........................................... 46 Gambar 4.3 Grafik Effluent Grafik Effluent Mangan Mangan (Mn) ...................................................... 49 Gambar 4.4 Grafik Efisiensi Penurunan Mangan (Mn) ................................... 49
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan
Nama
Halaman Pertama Muncul
AAT
Air Asam Tambang
1
CW
Constructed Wetland
16
Fe
Besi
2
HSSF-CW
Horizontal Subsurface Flow-
18
Constructed Wetland LSD
Least Significant Difference
46
Mn
Mangan
3
Ppm
Part Per Million
SF
Surface Flow
17
SNI
Standart Nasional Indonesia
44
SSA
Spektometri Serapan Atom
39
SSF
Subsurface Flow
17
VSSF-CW
Vertical Subsurface Flow-Constructed
19
Wetland
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertambangan batubara tersebar luas di Indonesia. Salah satu yang terbesar yaitu terdapat di Pulau Kalimantan khususnya di Kalimantan Selatan. Metode eksploitasi batubara yang diterapkan oleh perusahaan adalah metode penambangan
terbuka.
Penambangan
dengan
menggunakan
metode
penambangan terbuka tersebut menghilangkan menghilangkan permukaan tanah dan bahan organik tanah. Hasil dari penambangan terbuka ini adalah lapisan batuan yang mengandung sulfur terbuka dan bereaksi dengan air dan oksigen sehingga melepaskan sulfat ke lingkungan. Reaksi ini menyebabkan terjadinya kemasaman pada air atau sering ser ing disebut air asam tambang. Air asam tambang juga tercemar asam sulfat dan senyawa besi, yang dapat mengalir ke luar daerah pertambangan. Air yang mengandung kedua senyawa ini dapat berubah menjadi asam. Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang/kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya air sadah, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbusa. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbusa sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam bisa menyebabkan korosi dan melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan dapat memusnahkan kehidupan akuatik (Iman, 2012) Air asam tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal sebagai “acid “acid mine drainage (AMD)” atau “acid “acid rock drainage (ARD)” terbentuk saat mineral sulphida tertentu yang ada pada batuan terpapar dengan kondisi dimana terdapat air dan oksigen (sebagai faktor utama) yang menyebabkan terjadinya proses oksidasi dan menghasilkan air dengan kondisi asam (Henny, 2012). Penggunaan bahan kimia tertentu (seperti tawas, Poly Aluminium Chloride/PAC, Chloride/PAC, dan Kapur(CaCO 3)) untuk mengolah air asam tambang adalah
2
metode umum yang digunakan, namun metode ini memerlukan biaya yang tidak sedikit. Pada saat ini banyak metode pengelolaan menggunakan vegetasi alami yaitu tumbuhan yang berada di sekitar. Seperti pada penelitian Risnawati dan Damanhuri (2010) yang meneliti tentang penyisihan logam pada lindi menggunakan constructed wetland yang mana menggunakan purun tikus untuk mendegradasi logam Fe. Pada literatur dan beberapa penelitian pun banyak meneliti tentang purun t ikus dan kayu apu, karena diketahui d iketahui dapat menurunkan kadar logam berat yang ada di air limbah. Selain mudah didapat, pengolahan limbah dengan menggunakan menggunakan vegetasi alami merupakan cara yang efektif, efisien, dan ekonomis dimana tidak seperti penggunaan kapur yang membutuhkan biaya besar untuk pembelian bahan baku, lain halnya dengan tanaman. Pengelolaan limbah dengan tanaman membutuhkan biaya yang relatif murah dan tentunya ramah lingkungan. Salah satu alternatif pengolahan limbah cair yang mudah, murah, dan efektif dalam pengaplikasiannya adalah dengan menggunakan lahan basah buatan (constructed wetland). wetland). Lahan basah buatan merupakan sistem pengolahan terencana atau terkontrol yang telah didesain dan dibangun menggunakan
proses
alami
yang
melibatkan
vegetasi,
media,
dan
mikroorganisme untuk mengolah air limbah. Lahan basah buatan memiliki karakteristik performa yang baik, biaya pengoperasian dan investasi yang minimum, sangat ekonomis dan bermanfaat bagi masyarakat dalam menangani air limbah dan mekanisme penyisihan polutan merupakan dasar yang penting pada desain teknik lahan basah buatan, dan dapat memberikan keandalan dalam desain rekayasa dan operasi (Cheng, 2013). Sistem Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan ( Sub Surface Flow – Wetlands) Wetlands) merupakan salah satu sistem pengolahan air limbah jenis Lahan Basah Buatan (Constructed (Constructed Wetlands), Wetlands), yang mana prinsip kerja sistem pengolahan
limbah
tersebut
dengan
memanfaatkan
simbiosis
antara
tumbuhan air dengan mikroorganisme dalam media di sekitar sistem perakaran ( Rhizosphere) Rhizosphere) tanaman tersebut. Sistem Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan (Sub (Sub Surface Flow – Wetlands) Wetlands) memiliki keuntungan dari segi biaya dan ramah lingkungan, yaitu dapat mengolah limbah domestik,
3
pertanian dan sebagian limbah industri termasuk logam berat; efisiensi pengolahan tinggi (80%) serta biaya perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan murah dan tidak membutuhkan membutuhkan keterampilan yang tinggi (Tangahu & Warmadewanthi dalam Supradata, 2005). Sistem Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan ( Sub Surface Flow – Wetlands) Wetlands) terbagi lagi menjadi 2 yaitu aliran vertikal bawah permukaan dan aliran horizontal bawah permukaan. Sedangkan pada penelitian ini dipilih sistem aliran vertical bawah permukaan. Pemilihan Sistem Aliran Vertikal Bawah Permukaan disebabkan karena pada penelitian Yalcuk dan Ugurlu dalam Risnawati dan Damanhuri (2010) menyebutkan bahwa penyisihan Fe pada reaktor vertikal menunjukkan nilai yang lebih besar dibandingkan reaktor horizontal dengan efisiensi 40% sementara reaktor horizontal hanya 17%. Prinsip kerja sistem pengolahan limbah ini yang memanfaatkan simbiosis antara tumbuhan air dengan mikroorganisme dalam media di sekitar sistem perakaran ( Rhizosphere) Rhizosphere) tumbuhan, maka pemilihan tumbuhan menjadi hal yang paling penting dalam penelitian ini. Tumbuhan yang digunakan pada sistem Sistem Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan (Sub (Sub Surface Flow – Wetlands) Wetlands) pada penelitian ini adalah Purun tikus ( Eleocharis dulcis) dulcis) yang merupakan jenis tumbuhan liar yang dapat tumbuh dan beradaptasi dengan baik pada lahan rawa pasang surut sulfat masam dan juga kayu apu ( Pistia stratiotes). stratiotes ). Purun tikus dan kayu apu dapat dimanfaatkan sebagai biofilter untuk memperbaiki kualitas air pada musim kemarau dengan menyerap senyawa toksik terlarut dalam saluran air masuk (irigasi) dan saluran air keluar (drainase ( drainase). ). Sistem batch batch bertingkat digunakan dalam penelitian ini untuk meningkatkan efisiensi penurunan konsentrasi besi (Fe) dan mangan (Mn) karena berdasar pada penelitian sebelumnya yaitu berdasarkan penelitian Iman (2012) yang meneliti tentang purun tikus dalam menyerap logam Fe dan Mn diperoleh d iperoleh efisiensi besi hanya sebesar 59,83% dan mangan hanya sebesar 79,88%. Penambahan tanaman Kayu apu berfungsi sebagai vegetasi pasca treatment atau atau treatment lanjutan untuk meningkatkan penurunan penurunan konsentrasi pada besi (Fe) dan mangan (Mn).
4
1.2 Perumusan Masalah
Menurut latar belakang yang ada, maka dapat disusun rumusan masalah sebagai berikut: a. Seberapa besar penurunan (Fe dan Mn) pada pengolahan air asam tambang menggunakan tanaman Purun tikus ( Eleocharis ( Eleocharis dulcis), dulcis), dan Kayu Apu ( Pistia stratiotes) stratiotes) dengan sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan ((Vertical Vertical Subsurface-Constructed Wetland) menggunakan metode batch metode batch bertingkat bertingkat tersebut? b. Berapa interval waktu kontak efektif dan optimal yang dibutuhkan sistem pengolah air asam tambang tersebut?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini, meliputi: a. Mengetahui besar penurunan (Fe dan Mn) pada pengolahan air asam tambang dengan sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan VSSF-Constructed Wetlands Wetlands menggunakan tanaman Purun tikus ( Eleocharis dulcis), dulcis), dan Kayu Apu ( Pistia ( Pistia stratiotes) stratiotes ) menggunakan metode Batch metode Batch bertingkat. bertingkat. b. Mengetahui interval waktu kontak efektif dan optimal yang dibutuhkan dalam pengolahan air asam tambang dengan tanaman Purun tikus ( Eleocharis Eleocharis dulcis), dulcis), dan Kayu Apu ( Pistia ( Pistia stratiotes) stratiotes) pada sistem pengolahan tersebut.
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan melakukan penelitian lebih lanjut mengenai sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan (VSSF-Constructed ( VSSF-Constructed Wetlands), Wetlands), manfaat yang didapat meliputi: a. Memberikan
sumbangan
ilmu
pengetahuan
dan
teknologi
penanggulangan pencemaran pence maran air asam tambang di Indonesia, khususnya di Kalimantan Selatan, terutama untuk penggunaan sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan.
5
b. Sebagai
informasi
( Eleocharis Eleocharis dulcis) dulcis) penerapan sistem
alternatif
penggunaan
tanaman
Purun
tikus
dan Kayu apu ( Pistia stratiotes) stratiotes) dalam upaya Lahan Basah
Buatan
Aliran Vertikal
Bawah
Permukaan untuk pengolahan pengolahan air asam tambang limbah cair cair batubara di Indonesia, khususnya Kalimantan Selatan.
1.5 Hipotesis Penelitian
Hipotesis dalam penelitian ini, yaitu Kadar Fe dan Mn pada air asam tambang dapat menurun dengan sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan menggunakan tanaman Purun tikus (( Eleocharis Eleocharis dulcis), dulcis), dan Kayu Apu ( Pistia ( Pistia stratiotes) stratiotes) menggunakan metode Batch metode Batch bertingk bertingkat. at. 1.6 Batasan Masalah
Batasan masalah dari Penelitian ini adalah : a. Menggunakan sampel air asam tambang di salah satu Pit di di PT Arutmin Indonesia Tambang Asam Asam Asa m b. Menggunakan beberapa tanaman air yaitu tanaman Purun tikus ( Eleocharis Eleocharis dulcis) dulcis) dan Kayu apu ( Pistia Pistia stratiotes) stratiotes) c. Paramater yang diuji dalam penelitian ini adalah kadar Fe dan Mn dalam air asam tambang d. Skala yang digunakan yaitu yaitu skala laboratorium di laboratorium Green House Fakultas House Fakultas Kehutanan
6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan teori-teori tentang penelitian. Bab ini terdiri dari lima sub bab. Pada sub bab pertama menjelaskan secara rinci mengenai air asam tambang. Pada sub bab kedua menjelaskan tentang logam berat pada penelitian yaitu besi (Fe) dan mangan (Mn). Pada sub bab ketiga menjelaskan berbagai tipe lahan basah buatan (constructed (constructed wetland ). ). Pada sub bab keempat menjelaskan deskripsi umum tanaman Purun tikus ( Eleocharis ( Eleocharis dulcis). dulcis). Terakhir pada sub bab kelima menjelaskan deskripsi umum tanaman Kayu apu ( Pistia ( Pistia stratiotes). stratiotes).
Drainage 2.1 Air Asam Tambang (Acid M ine Drainage )
Air Asam Tambang (AAT) adalah istilah umum yang digunakan untuk menyebutkan lindian, rembesan atau aliran yang telah dipengaruhi oleh oksidasi alamiah mineral sulfida yang terkandung dalam batuan yang terpapar selama penambangan. AAT terjadi akibat adanya reaksi antara air permukaan, baik air limpasan hujan maupun genangan air, dengan lapisan batuan yang mengandung mineral belerang. Mineral belerang yang paling umum ditemukan adalah pyrite (FeS). AAT biasanya ditemukan pada daerah tambang yang masih aktif atau pertambangan yang terbengkalai. terbengkalai. Air asam tambang, menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 113 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Pertambangan batubara disebutkan pada Pasal 1 ayat 5, bahwa air limbah usaha dan atau kegiatan pertambangan batubara adalah air yang berasal dari kegiatan penambangan batubara dan air buangan yang berasal dari kegiatan pengolahan/pencucian batu bara. Berdasarkan keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 113 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah bagi Usaha dan atau Kegiatan Pertambangan Batubara bahwa kandungan Fe dan Mn total di dalam limbah cair dibatasi yaitu 7 mg/l dan 4 mg/l. Curah hujan yang tinggi dan sisa bahan galian yang tersusun atas mineral merupakan penyebab utama tingginya fenomena air asam tambang di Indonesia.
7
Air asam tambang mengakibatkan air di sekitar lokasi penambangan tidak layak untuk mendukung kehidupan masyarakat sekitar. Air asam tambang ditandai dengan berubahnya warna air menjadi merah jingga karena ion ferro (Fe 2+) yang terdapat pada mineral pirit teroksidasi tero ksidasi menjadi ferri (Fe3+) (Widyati, 2009) Secara fisik, aktivitas penyingkiran lapisan tanah di atas batubara sekaligus menggusur kantong-kantong aliran air seperti sungai dan mata air di lokasi tersebut. Secara kimia, formasi batuan tempat terbentuknya batubara di Indonesia umumnya tersusun atas mineral sulfidik. Mineral yang tersisa ketika bersinggungan dengan udara dan air akan cepat teroksidasi menghasilkan asam sulfat. Karena asam sulfat merupakan asam kuat, maka pH tanah dan air akan mengalami penurunan secara drastis (Widyati, 2009). Menurut Costelo (2003) terjadinya air asam tambang diawali dari oksidasi pirit seperti digambarkan pada reaksi berikut ini : 2+
2 Fe2 (s) + 7 O2 (aq) + 2 H2O
2-
Fe + 4 SO 4 + 4 H
+
Selanjutnya ion ferro sangat mudah teroksidasi menjadi ferri yang memberi warna merah pada air reaksinya digambarkan sebagai berikut : 2+
2 Fe + ½ O2 + 2 H
+
3+
2 Fe + H2O
Dari reaksi tersebut terlihat bahwa logam (Fe) akan terakumulasi baik pada tanah maupun air. Disamping Fe juga dijumpai logam-logam lain seperti Mn, Zn, Cu, Ni. Pb, Cd, dan lain-lain. Hal ini karena mineral umum yang terdapat pada lahan bekas tambang batubara selain pirit (FeS) antara lain spalerit spaler it (ZnS), galena (PbS), milerit (NiS), grinokit (CdS), covelit (CuS), kalkopirit (CuFeS), dan lain-lain (Costelo , , 2003). Akibat air asam tambang inilah yang mengakibatkan lahan bekas tambang batubara memerlukan penanganan yang serius terutama untuk memperbaiki tingkat kemasaman dan menurunkan akumulasi logam-logam. Faktor penting yang mempengaruhi terbentuknya AAT di suatu tempat adalah: 1. Konsentrasi, distribusi, mineralogi dan bentuk fisik dari mineral sulfida
8
2. Keberadaan oksigen, termasuk dalam hal ini adalah asupan dari atmosfir melalui mekanisme adveksi dan difusi d ifusi 3. Jumlah dan komposisi kimia air yang ada 4. Temperatur 5. Mikrobiologi Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut, maka dapat dikatakan bahwa
pembentukan
AAT
sangat
tergantung
pada
kondisi
tempat
pembentukannya. pembentukannya. Perbedaan salah sa lah satu faktor tersebut t ersebut diatas menyebabkan menyebabkan proses pembentukan dan hasil yang berbeda. Oleh karena itu, terkait dengan hal-hal hal-ha l tersebut maka karakteristik AAT di satu daerah pertambangan akan berbeda dengan pertambangan di daerah lainnya. Tabel 2.1 Baku Mutu Limbah Cair Batubara Parameter
Satuan
Kadar Maksimum
pH
6-9
Residu Tersuspensi
mg/l
400
Besi (Fe)
mg/l
7
Mangan (Mn)
mg/l
4
Sumber : KEPMENLH No. 113 Tahun 2003
2.2 Logam Berat Fe dan Mn
Keberadaan logam berat di lingkungan dapat terjadi secara alami namun sebagian besar berasal dari berbagai jenis kegiatan manusia (antropogenik). Keberadaan logam berat yang melebihi ambang batas dapat menjadi sumber pencemar atau polutan yang berbahaya. Pada dasarnya, polutan antropogenik digolongkan menjadi dua kelompok besar. Pertama, senyawa senobiotik yaitu bahan buatan yang merupakan benda asing a sing dalam proses metabolism yang dapat berbentuk molekul, ion larut air atau gas. Kedua, senyawa atau ion yang merupakan bagian dari daur unsur tersebut dalam metabolisme dengan mudah diubah menjadi molekul atau ion semacam itu (Hoffman, 2013). Mangan paling banyak diserap dalam bentuk ion mangan. Keberadaan unsur mangan biasanya bersama-sama dengan unsur besi dan unsur besi biasanya
9
terdapat di air tanah. Meskipun besi dan mangan pada umumnya terdapat dalam bentuk terlarut bersenyawa dengan bikarbonat dan sulfat, juga ditemukan kedua unsur tersebut bersenyawa dengan hidrogen sulfida (H 2S). Selain itu besi besi dan mangan ditemukan pula pada air tanah yang mengandung asam yang berasal dari humus yang mengalami penguraian dari tanaman atau tumbuhan yang bereaksi dengan unsur besi untuk membentuk ikatan kompleks organik. Konsentrasi mangan pada umumnya kurang dan 1,0 mg/l. Pada air permukaan yang belum diolah ditemukan konsentrasi mangan rata-rata lebih dari 1 mg/l, walaupun demikian dalam keadaan tertentu unsur mangan dapat timbul dalam konsentrasi besar pada suatu reservoir/tandon atau sungai pada kedalaman dan saat tertentu. Hal ini terjadi akibat adanya aktivitas mikroorganisme dalam menguraikan dan mereduksi bahan organik dan mangan (IV) menjadi mangan (II) pada kondisi hypolimnion (kondisi hypolimnion (kondisi adanya cahaya matahari) (Septiandina, 2010). Pada tanah masam yang kaya aktif Mn dan bahan organik akan 2+
menghasilkan Mn terlarut yang tinggi pada 1-2 minggu setelah penggenangan akan tetapi akan menurun kembali dan stabil pada 10 ppm sedangkan batas kritis Mn pada tanah sebesar 15-60 ppm (Widowati, 2010). Gejala keracunan zat besi pada tanaman : 1. Daun tanaman menguning jingga 2. Pucuk daun mengering 3. Tanamannya kerdil 4. Hasil tanaman rendah. Ciri-ciri tingginya kadar besi dalam tanah : 1. Tampak gejala keracunan besi pada tanaman 2. Ada lapisan seperti minyak di permukaan air 3. Ada lapisan merah di pinggiran saluran (Sitorus, (Sitor us, 2011). Lahan basah, berdasarkan Sistem Klasifikasi Ramsar, diklasifikasikan menjadi tiga kelompok utama, yaitu: lahan basah pesisir dan lautan, lahan basah daratan, dan lahan basah buatan. Diantara ketiga kelompok utama lahan basah tersebut, lahan basah buatan (human-made (human-made wetlands) wetlands ) mungkin bisa dianggap sebagai satu-satunya kelompok lahan basah yang memiliki posisi paling dilematis, karena di satu sisi pembangunan lahan basah buatan memang perlu dilakukan
10
untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tertentu (misal habitat mangrove diubah jadi tambak) sementara di sisi lain pembangunan lahan basah buatan dianggap menjadi penyebab berkurangnya (atau bahkan hilangnya) fungsi dan nilai (manfaat) lahan basah alami (Puspita dkk., 2005). Keberadaan lahan basah buatan dapat memberikan pengaruh yang baik dan dapat pula memberikan pengaruh yang buruk bagi lingkungan sekitar. Pembangunan lahan basah buatan sebagai ekosistem baru dapat mencegah kepunahan serta meningkatkan populasi suatu jenis flora atau fauna. Sebagai contoh pembangunan kolam atau situ dapat memberikan kesempatan bagi berbagai jenis tumbuhan t umbuhan dan hewan air a ir seperti sepert i teratai, t eratai, kiambang, ikan, dan katak untuk hidup dan berkembang biak. Di sisi lain tidak sedikit pula pembangunan lahan basah buatan telah menyebabkan hilangnya habitat dan keanekaragaman jenis flora fauna di dalamnya; salah satu contoh adalah pembangunan tambak yang menjadi penyebab hilangnya hutan mangrove dan berbagai jenis biota didalamnya (Puspita dkk., 2005). Walaupun memiliki sejumlah keunggulan, teknologi lahan basah buatan seperti teknologi teknologi pengolahan air limbah lainnya juga juga mempunyai mempunyai keterbatasan (Oktaviansyah, 2010). Keunggulan teknologi ini dibandingkan dengan fasilitas pengolahan limbah lainnya lainnya adalah sebagai berikut: 1. Biaya pembangunan dan operasi relatif lebih murah. 2. Mudah dioperasikan dan perawatan, sehingga tidak membutuhkan karyawan yang berkeahlian tinggi. 3. Menyediakan fasilitas pembersih air limbah yang efektif dan dapat diandalkan. 4. Relatif toleran terhadap berbagai tingkat konsentrasi bahan pencemar sebagai akibat fluktuasi hidrolis dan jumlah bahan pencemar yang memasuki sistem. 5. Dapat menghilangkan senyawa beracun (termasuk logam berat) yang tidak dapat dibersihkan oleh fasilitas konvensional. 6. Bahan pencemar di dalam air dapat didaur ulang untuk menjadi biomassa yang bernilai ekonomis.
11
7. Cocok dikembangkan di permukiman kecil dimana harga tanah relatif murah dan air limbah berasal dari dar i rumah tangga. 8. Menyumbangkan keuntungan yang tidak langsung bagi lingkungan seperti kawasan hijau, habitat satwa liar, kawasan rekreasi dan pendidikan. Beberapa
kelemahan
teknologi
ini
dibandingkan
dengan
fasilitas
pengolahan limbah lainnya lainnya adalah: 1. Memerlukan areal tanah yang luas untuk dapat menghasilkan air yang relatif bersih. 2.
Kompleksitas biologis dan hidrologis, serta masih kurangnya kemampuan manusia memahami proses dinamis yang terjadi dalam pembersihan.
3. Kemungkinan berjangkitnya penyakit karena mikroba berkembang dalam air (wetland (wetland aliran aliran atas permukaan). 4. Kemungkinan berjangkitnya penyakit yang mikroba pathogen atau vektornya berkembang dalam lingkungan air, seperti malaria, demam berdarah, dan lain lain. 5. Kemungkinan
berpindahnya
bahan
pencemar
ke
biomassa
yang
dikonsumsi manusia. Berdasarkan klasifikasi lahan basah, rawa buatan termasuk didalamnya, dimana rawa buatan merupakan sebuah komplek rancangan manusia yang terdiri dari substrat, tanaman, hewan, dan air yang meniru rawa alami untuk kegunaan dan keuntungan manusia (Hammer dalam Puspita dkk., 2005). 2005 ). Ditinjau dari fungsi rawa buatan yang pada umumnya u mumnya digunakan bagi keperluan pengolahan air tercemar, rawa buatan dapat didefinisikan sebagai ekosistem rawa buatan manusia yang didesain khusus untuk memurnikan air tercemar dengan mengoptimalkan proses-proses fisika, kimia, dan biologi dalam suatu kondisi yang saling berintegrasi seperti yang biasanya biasa nya terjadi t erjadi dalam da lam sistem rawa alami. Rawa buatan dalam bahasa Inggris diistilahkan sebagai “constructed “constructed wetlands”, wetlands”, walaupun seharusnya terjemahan dari constructed wetlands adalah “lahan basah buatan”, namun istilah rawa buatan dianggap lebih tepat digunakan – karena jika kita mengacu pada definisi lahan basah menurut Konvensi Ramsar, istilah lahan basah memiliki makna yang sangat luas (tidak hanya mencakup rawa saja).
12
Constr ucted Wetl Wetl and) 2.3 Tipe Lahan Basah Buatan ( Constr
Secara umum sistem pengolahan limbah dengan Lahan Basah Buatan (Constructed Wetland ) ada 2 (dua) tipe, yaitu sistem aliran permukaan (Surface ( Surface Flow Constructed Wetland ) atau FWS ( Free Water System) System) dan sistem aliran bawah permukaan ( Sub-Surface Flow Constructed Wetland ) atau sering dikenal dengan sistem SSF-Wetlands (Leady dalam Supradata, 2009). Perbedaan sistem aliran dari kedua sistem Lahan Basah tersebut dapat dilihat secara rinci pada Gambar 2.1 berikut ini:
Gambar 2.1 Tipe Aliran Lahan Basah Buatan (Supradata, 2009) Lahan basah buatan beraliran vertikal sering digunakan pada tahap awal sistem pengolahan air limbah setelah set elah proses pra pengendapan air limbah dilakukan. Pada lahan basah buatan tipe ini air limbah dialirkan di atas permukaan kolam sehingga terjadi percikan air yang merembes/mengalir ke bawah melalui media dan sistem perakaran
tanaman
dimana
proses-proses
penjernihan
alami secara
aerobik berlangsung. Pengontrolan debit air perlu dilakukan agar tidak terbentuk genangan air di bagian dasar sistem lahan basah buatan sehingga kondisi aerobik dapat tercipta di seluruh bagian kolam (Meutia , 2003). Pada lahan basah buatan dengan tipe aliran vertikal ini, air dialirkan di permukaan sistem lalu merembes melalui substrat yang dipenuhi oleh akar tanaman hingga kemudian mencapai dasar lahan basah untuk keluar keluar dari sistem (Morel dan dan Diener, 2006). 2006).
13
Gambar 2.2 Skema Penampang Vertikal Bawah Permukaan Lahan basah buatan aliran vertikal digolongkan menjadi: 1.
Lahan basah buatan dengan tipe aliran vertikal menurun Lahan basah buatan dengan tipe aliran vertikal menurun ini, air dialirkan di
permukaan sistem lalu merembes melalui substrat yang dipenuhi oleh akar tanaman hingga kemudian mencapai dasar rawa untuk keluar dari sistem. Lahan basah buatan dengan sistem sistem aliran ini mudah mengalami penyumbatan (clogging ( clogging ). ).
AIR
AIR
Gambar 2.3 Lahan basah buatan beraliran vertikal menurun (Puspita, 2005)
14
2.
Lahan basah buatan dengan dengan tipe aliran vertikal vertikal menanjak Lahan basah buatan tipe ini air disalurkan melalui pipa ke dasar sistem lalu
naik pelan-pelan melalui substrat hingga kemudian keluar melalui saluran yang terletak di permukaan subtrat.
AIR
AIR
Gambar 2.4 Lahan basah buatan beraliran vertikal menanjak (Puspita, 2005) Sistem Aliran Bawah Permukaan (Sub ( Sub Surface Flow Wetlands) Wetlands ) merupakan sistem pengolahan limbah yang relatif masih baru, namun te lah banyak diteliti dan dikembangkan oleh banyak negara dengan berbagai alasan. Menurut Tangahu (2001), bahwa pengolahan air limbah dengan sistem tersebut lebih dianjurkan karena beberapa alasan sebagai berikut : 1.
Dapat mengolah limbah domestik, pertanian dan sebagian limbah industri termasuk logam berat
2.
Efisiensi pengolahan tinggi (80%).
3.
Biaya perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan murah dan tidak membutuhkan keterampilan yang tinggi. Penelitian Yalcuk dan Ugurlu (2009) menyebutkan bahwa penyisihan Fe
pada reaktor vertikal menunjukkan nilai yang lebih besar dibandingkan reaktor horizontal dengan efisiensi 40% sementara reaktor horizontal hanya 17%. Selain itu dalam penelitian yang sama menyebutkan bahwa presentase berat Fe pada akar tanaman dengan menggunakan reaktor vertikal lebih besar dibanding reakror
15
horizontal yaitu sebesar 88,10% pada aliran vertikal dan 84,65% pada aliran horizontal. Menurut Oktaviansyah (2010), terdapat tiga tipe utama yang bisa dikategorikan sebagai lahan basah buatan: 1. Aliran Air Permukaan ( Free Water Surface) Surface) Pada wetland tipe ini, air mengalir secara keseluruhan diatas permukaan tanah, t anah, dalam da lam hal ini air a ir mengalir langsung dari dar i satu kolam ke kolam lain tanpa merembes terlebih dahulu kedalam tanah. Permukaan air tidak terlindungi atau bersentuhan langsung dengan udara luar. Proses pengendapan merupakan mekanisme pengolahan utama pada tipe ini. Sistem aliran air permukaan ditandai dengan kolam yang berisi tanaman terapung, lapisan tanah di dasar kolam berfungsi sebagai media akar serta kedalam air berkisar dari hanya beberapa cm sampai 80 cm, tergantung dari tujuan dibangunnya constructed wetland tersebut. Kedalaman lapisan tanah atau media yang sering dipakai adalah 30 cm (Bendorrichio dalam Oktaviansyah 2010). Pada rawa buatan tipe surface flow (SF), volume air yang dialiri ke dalam rawa buatan cukup banyak (ketinggian paras air biasanya sampai kurang dari 40 cm) (Fujita Research & Sim dalam Puspita dkk., 2005). Beberapa aspek dapat mempengaruhi bentuk dari kolam atau saluran wetland antara lain kemiringan dari kolam atau dari wetland sebaiknya mempunyai kemiringan ( slope) slope) kurang dari 1%. Hal ini bertujuan untuk mengontrol aliran air ( run off ). ). Menurut Steiner, Freeman, Mitsch dan Gosselink (2006) dalam Oktaviansyah (2010), bahwa untuk surface flow wetland , kemiringan substrat dari inlet sampai outlet adalah sebesar 0,5 % atau kurang, guna mengontrol aliran limbah. 2. Aliran Vertikal Bawah Permukaan (Vertical ( Vertical Sub Surface Flow) Flow) Aliran vertikal dapat dibuat melalui dua cara, yaitu dengan aliran vertikal menurun dan vertikal menanjak. Pada aliran tipe vertikal menurun, air dialirkan ke dalam lahan basah buatan dari lapisa n atas media dan saluran outlet dibuat di dasar media, sehingga air akan mengalir kebawah dengan melewati zona akar dengan gaya gravitasi. Akan tetapi,
16
aliran air dari atas juga masih ada kemungkinan untuk mengalir langsung ke bawah tanpa tersebar dengan merata di zona akar (Oktaviansyah, 2010). Untuk rawa buatan tipe aliran vertikal bawah permukaan aliran air di alirkan sampai setinggi sekitar 5 cm dibawah permukaan substrat yang bertujuan agar aliran tetap berada di bawah permukaan tetapi air tetap membasahi perakaran tanaman (Puspita, 2005). Rawa buatan dengan sistem aliran bawah permukaan terdiri dari saluran-saluran atau kolamkolam dangkal yang berisi tanah, pasir, atau media porous porous (batu atau kerikil) yang akan membantu proses penyaringan air. Dalam sistem pengaliran air di bawah permukaan ini, mikroorganisme sangat berperan dalam menghilangkan bahan pencemar. Mikroorganisme yang menempel di dekat akar menguraikan bahan pencemar secara aerob; kondisi subtrat yang aerob di dekat perakaran tumbuhan ini disebabkan oleh adanya pasokan oksigen dari akar tanaman (Khiatuddin (2003) dalam Puspita dkk., 2005).
Gambar 2.5 Tipe Aliran Vert ikal Menurun (Puspita (Puspita dkk., 2005) Pada aliran vertikal menanjak, air limbah masuk dialirkan melalui pipa ke dasar kolam, sedangkan saluran outlet di buat diatas media. Air yang masuk akan menggenang di dasar untuk kemudian secara perlahan naik dari lapisan bawah ke lapisan atas melalui zona akar. Jika genangan sudah mencapai lapisan paling atas media dengan sendirinya air akan keluar melalui saluran outlet. Sehingga pada sistem aliran vertikal menanjak tersebut, air akan mempunyai kesempatan yang lebih lama berkontak dengan zona akar Cooper (2003) dalam Oktaviansyah (2010).
17
Gambar 2.6 Tipe Aliran Vertikal Menanjak (Puspita ( Puspita dkk., 2005)
3. Aliran Horizontal Bawah Permukaan ( Horizontal Sub Surface Flow) Flow) Pada teknologi ini kedalaman media berkisar antara 30 – 60 cm. vegetasi dari horizontal sub surface flow flow ini ditanam di media lapisan paling atas. Tanaman yang sering digunakan adalah tanaman yang biasa hidup di lingkungan basah seperti Typha sp, sp, Scirpus sp, sp, dan lain lain. Tinggi permukaan berada disekitar 15 cm dibawah permukaan media dengan mengatur ketinggian outlet agar berada dibawah permukaan media. Keuntungan tipe ini adalah tidak adanya genangan air yang dapat menimbulkan bau dan menjadi tempat bersarangnya nyamuk berkembang biak. Beberapa patokan yang perlu diperhatikan dalam perencanaan lahan basah buatan ini adalah: a. Lahan yang dibutuhkan cukup luas. b. Tidak cocok digunakan untuk pengolahan air limbah yang mempunyai beban padatan tersuspensi yang tinggi, oleh karena itu dianjurkan adanya unit pengolahan pendahuluan seperti bak sedimentasi, tangki septik, tangki imhoff, dan lain lain. c. Bila didesain dan dibuat konstruksi yang baik, operasinya akan mudah dan proses pengolahnnya berjalan secara alamiah dan berfungsi dengan sendirinya dalam kurun waktu yang cukup lama yaitu 15 – 20 – 20 tahun.
18
d. Perlu diatur agar aliran terdistribusi secara merata pada seluruh lebar zona inlet tersebut (Oktaviansyah, 2010).
cal Sub Sur Sur face F l ow 2.3.1 Sistem Aliran Vertikal Bawah Permukaan ( Verti cal )
Sistem Aliran Bawah Permukaan ( sub surface flow fl ow - wetlands) wetlands) merupakan sistem pengolahan limbah yang relatif masih baru, namun te lah banyak diteliti dan dikembangkan oleh banyak negara dengan berbagai alasan. Menurut Tangahu & Warmadewanthi dalam Supradata (2009), bahwa pengolahan air limbah dengan sistem tersebut lebih dianjurkan karena beberapa alasan sebagai berikut : 1. Dapat mengolah limbah domestik, pertanian dan sebagian limbah industri termasuk logam berat. 2. Efisiensi pengolahan tinggi (80%). 3. Biaya perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan murah dan tidak membutuhkan ketrampilan yang tinggi. Alasan lain yang lebih teknis dikemukakan oleh Haberl dan Langergraber dalam Supradata (2009), bahwa berdasarkan pendekatan teknis maupun efektivitas biaya, sistem tersebut lebih banyak dipilih dengan alasan sebagai berikut : 1. Sistem lahan basah buatan seringkali pembangunannya lebih murah dibandingkan dengan dengan alternatif sistem sist em pengolahan limbah yang lainnya. 2. Biaya
operasional
dan
pemeliharaan
yang
rendah
dan
waktu
operasionalnya secara periodik, tidak perlu secara kontinyu. 3. Sistem lahan basah buatan ini mempunyai toleransi yang tinggi terhadap fluktuasi debit air limbah. 4. Mampu mengolah air limbah dengan berbagai perbedaan jenis polutan maupun konsentrasinya. 5. Memungkinkan untuk pelaksanaan pemanfaatan kembali & daur ulang (reuse & reuse & recycling ) airnya. Selain itu Halverson (2004) mengungkapkan kelebihan dan kekurangan dari sistem lahan basah buatan aliran bawah permukaan secara umum, yang disajikan pada Tabel 2.2 berikut ini.
19
Dar i Sub Surface Flow Wetland Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan Dari Kelebihan
Penghilangan
Kekurangan
kontaminan
memiliki
persentasi yang sangat tinggi dari pada sistem
lahan
basah
buatan
Membutuhkan lahan yang lebih luas dibandingkan
dengan
metode
aliran pengolahan secara konvensional, jika
permukaan (SF Wetland ), ), selain itu dilihat
dari
segi
proses
membutuhkan lahan yang sedikit untuk pengolahannya. pengolahannya. proses pengolahannya dibandingkan d ibandingkan SF Wetland . Dari
segi
biaya
yang
dikeluarkan
Proses
persiapan
berdasarkan total umur penggunaan
dibandingkan
lebih rendah dibandingkan pengolahan
konvensional.
lebih
lambat
pengolahan
secara
secara konvensional. Biaya
lebih
sedikit
pengoperasian
dibandingkan
sistem
basah
lahan
buatan
dalam Biaya
dengan pembangunannya pembangunannya
kerusakan
ekologi
mahal
untuk
dibandingkan
aliran dengan sistem lahan basah buatan
permukaan (SF (SF Wetland ). ). Resiko
lebih
aliran permukaan (SF (SF Wetland ). ). dapat
diminimalkan
Limbah yang mengandung TSS yang tinggi dapat menyebabkan proses penyumbatan dalam sistem.
Lebih mudah dalam hal perawatan karena tidak ada air yang menggenang. Serangga tidak menimbulkan masalah sebab tinggi muka air berada di bawah muka media. Menyediakan habitat untuk tanaman dan kehidupan makhluk hidup lainnya. Sumber : Halverson (2004)
Kriteria desain yang sering digunakan dalam sistem lahan basah buatan aliran bawah permukaan tersaji dalam Tabel 2.3 be rikut ini.
20
Tabel 2.3 Kriteria Desain Untuk Pengolahan Pada Sub Surface Flow Wetland Metode atau Sumber Referensi Kriteria
ITRC dan
Desain
Tchobanoglous
Kadlec dan
WPCF
Wood
4 – 15 – 15
-
2 – 7 7
2 – 4 4
-
2 – 20 – 20
0.2 – 0.2 – 3.0 3.0
8 – 30 30
Kedalaman Media
49 – 49 – 79 79
-
-
30 – 30 – 60 60
Jumlah Areal yang
0.001 – 0.001 – 0.008 0.008
0.001 – 0.001 –
0.002 – 0.002 –
0.0008 – 0.0008 –
0.01
0.017
0.003
& Burton
HRT (hari) atau
Knight
waktu tinggal HLR (cm/hari) atau debit pengolahan
Disediakan 3
(acre/m acre/m /day) Sumber : Halverson (2004)
Mendukung penggunaan sistem lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan dalam penelitian ini, maka jika berdasarkan penelitian yang telah dilakukan Risnawati Risnawati & Damanhuri (2010) (2010) dapat disimpulkan disimpulkan bahwa penyisihan logam Fe, Cu dan Zn pada lindi menggunakan constructed wetland dengan tanaman tanaman Cyperus papyrus mencapai lebih dari 90%. Penyisihan Fe pada reaktor horisontal sebesar 91,38% dan pada reaktor vertikal 95,44%. Penyisihan Cu pada reaktor horisontal 98,15% dan pada reaktor vertikal 97,28%, dan penyisihan Zn pada reaktor horisontal 97,71% sementara pada reaktor vertikal 97,54%. Berdasarkan hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa reaktor vertikal lebih efektif menyisihkan logam Fe, Cu dan Zn dibandingkan dengan reaktor horisontal.
2.3.2 Proses Pengolahan dalam Vertical Sub Surface Flow Constructed Wetland
Dalam sistem constructed wetland terjadi proses fisik, kimia, biologi dengan adanya interaksi antara mikroorganisme, tumbuhan dan substrat (Oktaviansyah, 2010). Proses yang terjadi dalam sistem pengolahan air limbah,
21
dengan lahan basah buatan adalah Novotny & Olem (2007) dalam Oktaviansyah, 2010): 1. Proses fisik yang terdiri dari sedimentasi dan filtrasi. 2. Proses fisik dan kimiawi, meliputi adsorpsi bahan polutan oleh tumbuhan air, tanah dan substrat organik. Flok-flok yang terbentuk pada proses sedimentasi akan mengadopsi partikel tersuspensi termasuk bahan organik. 3. Bahan biokimiawi, meliputi: a. Penurunan bahan organik secara biokimiawi aerobik oleh bakteri dalam air yang melekat pada tumbuhan, jaringan akar, serta dibagian paling atas sedimen dan d an zona aerobik yang terletak di d i dekat aerah akar maupun rhizome dari tumbuhan. b. Proses nitrifikasi oleh bakteri nitrifikasi, yang dilakukan di bagian paling atas dari sedimen pada daerah akar dan rhizome dari tumbuhan. c. Proses denitrifikasi oleh bakteri anaerobik pada air dan sedimen. d. Dekomposisi anaerobik terhadap bahan organik di sedimen dan air di air pada kondisi anaerobik. Dalam referensi lainnya dijelaskan bahwa proses pengolahan air limbah dengan sistem ini, terdapat 4 (empat) faktor/komponen yang mempengaruhi kinerja sistem tersebut, yaitu : 1. Media Media yang digunakan dalam reaktor Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan (SSF-Wetlands (SSF-Wetlands)) secara umum dapat berupa tanah, pasir, batuan atau bahan – bahan lainnya, namun khusus pada penelitian ini menggunakan batuan pasir. Tingkat permeabilitas sangat berpengaruh terhadap waktu detensi air limbah, dimana waktu detensi yang cukup akan memberikan kesempatan kontak antara mikroorganisme dengan air limbah, serta oksigen yang dikeluarkan oleh akar tanaman (Wood dalam Supradata, 2009). Pada tabel dibawah ini, disajikan karakteristik media yang umum digunakan pada sistem Lahan Basah Buatan Aliran bawah Permukaan yang terbagi menjadi 5 (lima) tipe, yaitu:
22
s istem Lahan Basah Buatan Aliran bawah Tabel 2.4 Karakteristik Media Pada sistem Permukaan Tipe Media
Medium
Diameter
Porositas
Konduktivitas
Butiran (mm)
(ή)
Hidrolik (ft/det)
1
0,30
1640
2
0,32
3280
8
0,35
16400
32
0,40
32800
128
0,45
328000
Sand
(pasir medium) Coarse Sand (pasir kuarsa) Gravelly
Sand
(pasir bergranular) Medium
Gravel
(kerikil medium) Coarse
Gravel
(kerikil kuarsa) Sumber : Crites & Tchobanoglous Tc hobanoglous dalam Supradata dalam Supradata (2009) Peranan utama dari media pada Lahan Basah Buatan Aliran Bawah Permukaan (SSF-Wetlands (SSF-Wetlands)) tersebut adalah: a. Tempat tumbuh bagi tanaman b. Media berkembang-biaknya mikroorganisme c. Membantu terjadinya proses sedimentasi. d. Membantu penyerapan (adsorbsi) bau dari gas hasil biodegradasi Sedangkan peranan lainnya adalah tempat terjadinya proses transformasi kimiawi, tempat penyimpanan bahan – bahan nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman. 2. Tanaman Jenis tamanan yang sering digunakan untuk Lahan Basah Buatan Aliran Bawah Permukaan adalah jenis tanaman air atau tanaman yang yang tahan hidup diair tergenang ( submerged ( submerged plants atau amphibiuos plants). plants ). Pada umumnya tanaman air tersebut dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) tipe/kelompok, berdasarkan area pertumbuhannya didalam air. Adapun ketiga tipe tanaman air tersebut adalah sebagai berikut :
23
a. Tanaman yang yang mencuat ke permukaan permukaan air, merupakan tanaman air yang memiliki sistem perakaran pada tanah di dasar perairan dan daun berada jauh diatas permukaan air. b. Tanaman yang mengambang dalam air, merupakan tanaman air yang seluruh tanaman (akar, batang, daun) berada didalam air. c. Tanaman yang yang mengapung mengapung di permukaan permukaan air, merupakan tanaman air yang akar dan batangnya berada dalam air, sedangkan daun diatas permukaan air. 3. Mikroorganisme Mikroorganisme yang diharapkan tumbuh dan berkembang dalam media SSF-Wetlands tersebut adalah jenis heterotropik aerobik, yaitu dengan pasokan oksigen yang banyak, sehingga pengolahan berlangsung lebih cepat dibandingkan dengan mikroorganisme anaerobik (Vymazal dalam Supradata, 2009). Untuk menjamin kehidupan mikroorganisme tersebut dapat tumbuh dengan baik, maka tranfer oksigen dari akar tanaman
harus
dapat
mencukupi
kebutuhan
untuk
kehidupan
mikroorganisme. Kandungan oksigen dalam media akan disuplai oleh akar tanaman, yang merupakan hasil samping dari proses fotosintesis tanaman dengan bantuan sinar matahari. Dengan demikian, maka pada siang hari akan lebih banyak terjadi pelepasan oksigen. Kondisi aerob pada daerah sistem perakaran ( Rhizosphere) Rhizosphere) dan ketergantungan mikroorganisme aerob terhadap pasokan oksigen dari sistem perakaran tanaman yang ada dalam SSF-Wetland , akan menyebabkan jenis-jenis mikroorganisme yang dapat hidup pada Rhizosphere pada Rhizosphere tersebut tersebut hanya jenis tertentu dan spesifik. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Bagwell et al. dalam Supradata (2009) terhadap mikroorganisme rhizosphere pada rhizosphere pada akar rumputrumputan yang terdapat pada daerah rawa ( wetland ) ditemukan 339 strains, yang termasuk dalam familia Enterobacteriaceae, Vibrionaceae, Azotobacteraceae,
Spirillaceae,
Pseudomonadaceae,
Rhizobiaceae.
Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Grieve et al. dalam Supradata (2009), menyebutkan bahwa komposisi mikrobia yang terdapat dalam effluent wetland constructed dengan dengan analisis DGGE ( Denaturing ( Denaturing Gradient
24
Gel Electrophoresis) Electrophoresis) didominasi oleh jenis Bacillus, Clostridium, Mycoplasma, Eubacterium, Nitrobacter dan Nitrosospira. dan Nitrosospira. 4. Temperatur Temperatur/suhu air limbah akan berpengaruh pada akvititas mikroorganisme maupun tanaman, sehingga akan mempengaruhi kinerja pengolahan air limbah yang masuk ke bak/cell bak/ cell SSF-Wetlands yang akan digunakan. Menurut Suriawiria dalam Supradata (2009) menyebutkan bahwa temperatur/suhu akan dapat mempengaruhi reaksi, dimana setiap kenaikan suhu 10 OC akan meningkatkan reaksi 2 – 3 kali lebih cepat. Disamping itu, suhu juga merupakan salah satu faktor pembatas bagi kehidupan mikroorganisme. Walaupun batas kematian mikroorganisme pada daerah suhu yang cukup luas (0OC – 90OC), namun kehidupan optimal untuk tiap – tiap jenisnya mempunyai kisaran tertentu. Berdasarkan hal ha l tersebut, t ersebut, maka ada 3 (tiga) kelompok mikroorganisme, yaitu : a. Mikroorganisme Psikrofil Mikroorganisme Psikrofil (Pertumbuhan optimal pada suhu 15 OC). b. Mikroorganisme Mesofil (pertumbuhan optimal pada suhu 25 OC – O
37 C). c. Mikroorganisme Termofil (pertumbuhan optimal pada suhu 55 OC – O
60 C). Mengingat kondisi iklim di Indonesia secara umum memiliki iklim tropis dengan kisaran perbedaan suhu (amplitudo) harian yang relatif kecil, maka suhu bukan merupakan faktor pembatas lagi, sehingga kehidupan mikrobia dapat optimal disepanjang tahun. Dengan demikian, maka kinerja pengolahan limbah dengan sistem SSF-Wetlands di Indonesia, dapat berjalan secara optimal untuk sepanjang tahun.
2.3.3 Mekanisme Penghilangan Bahan Pencemar Pada Verti cal cal Sub Surf ace ace F low Constructed Constructed Wetl Wetl and
Mekanisme penyerapan polutan pada Lahan Basah Buatan, menurut USDA and ITRC dalam Supradata (2009) menyebutkan bahwa secara umum melalui proses abiotik (fisik dan kimia) atau biotik (mikrobia dan tanaman) dan
25
gabungan dari kedua proses tersebut. Proses pengolahan awal (primer) secara abiotik, antara lain melalui : 1. Settling & sedimentasi, efektif untuk menghilangkan partikulat dan padatan tersuspensi. 2. Adsorpsi dan absorpsi, merupakan proses kimiawi yang terjadi pada tanaman, substrat, sediment maupun air limbah, yang berkaitan erat dengan waktu retensi air limbah. 3. Oksidasi dan reduksi, efektif untuk mengikat logam-logam B3 dalam Lahan Basah Buatan. 4. Fotodegradasi/oksidasi, degradasi (penurunan) berbagai unsure polutan yang berkaitan dengan adanya sinar matahari. 5. Volatilisasi, penurunan polutan akibat menguap dalam bentuk gas. Proses secara biotik, seperti biodegradasi dan penyerapan oleh tanaman juga merupakan bentuk pengurangan polutan seperti halnya pada proses abiotik. Beberapa proses pengurangan polutan yang dilakukan oleh mikrobia dan tanaman dalam Lahan Basah, antara lain sebagai berikut : 1. Biodegradasi secara aerobik/anaerobik, merupakan proses metabolisme mikroorganisme yang efektif menghilangkan bahan organik dalam Lahan Basah. 2. Fitoakumulasi, proses pengambilan dan akumulasi bahan anorganik oleh tanaman. 3. Fitostabilisasi, merupakan bentuk kemampuan sebagian tanaman untuk memisahkan bahan anorganik pada akar tanaman. 4. Fitodegradasi, tanaman dapat menghasilkan enzim yang dapat memecah bahan organik maupun anorganik dari polutan sebelum diserap, selama proses transpirasi. 5. Rizodegradasi, akar tanaman dapat melakukan penyerapan bahan polutan dari hasil degradasi bahan organik yang dilakukan oleh mikrobia. 6. Fitovolatilisasi / evapotranspirasi, penyerapan dan transpirasi pada daun tanaman terhadap bahan-bahan yang bersifat volatil. Proses penurunan polutan dalam bentuk bahan organik tinggi, merupakan nutrient bagi tanaman. Melalui proses dekomposisi bahan organik oleh jaringan
26
akar tanaman akan memberikan sumbangan yang besar t erhadap penyediaan C, N, dan energi bagi kehidupan mikrobia (Handayanto dan Hairiah (2006) dalam Supradata, 2009).
2.4 Deskripsi Umum Tanaman Purun tikus (El eochar ochar is dul cis) cis)
Menurut Spermatophyta,
Steenis subdivisi
(2006),
purun
tikus
termasuk
dalam
Angiospermae,
kelas
Monocotyledoneae,
divisi ordo
Cyperales, famili Cyperaceae, genus Eleocharis, spesies Eleocharis dulcis (Burm.f.) Trinius ex. Henschel. Purun tikus termasuk tumbuhan terna menahun, berimpang pendek dengan stolon memanjang berujung membulat gepeng, berwarna kecoklatan sampai hitam. Batang berdiri tegak, tidak bercabang, berwarna keabua-abuan hingga hijau mengkilat dengan panjang 50-200 cm dengan ketebalan 2-8 mm. Daun mereduksi menjadi pelepah yang berbentuk buluh, seperti membran yang menyelubungi pangkal batang, kadang-kadang dengan helaian daun yang rudimenter, ujung daun tidak simetris, berwarna coklat kemerahan sampai lembayung dan tidak memiliki lidah daun. Bunganya berbulir majemuk, terletak terminal dari batang dengan panjang 2-6 cm dan lebarnya 3-6 mm, terdiri atas banyak buliran bentuk silinder dan bersifat hermaprodit. Buah membulat telur sungsang, kuning mengkilat sampai coklat (Steenis, 2006). Purun tikus termasuk jenis rumput yang tumbuh pada lahan marginal yang tergenang air (Brecht, 1998).
2.4.1 Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Pertumbuhan Purun Tikus
Purun tikus merupakan salah satu tumbuhan air yang banyak ditemukan pada tanah t anah sulfat masam dengan tipe tanah lempung atau at au humus yang menempati wilayah yang terbuka/terbakar. Pada umumnya tanah tersebut mengalami pemasaman akut (Noor, 2004). Purun tikus dapat ditemukan di daerah terbuka yang digenangi air asin, air payau dan air tawar pada ketinggian 0-1350 m di atas permukaan laut. Tumbuhan ini juga banyak ditemukan di daerah persawa han dan air tergenang. Purun tikus dapat tumbuh dengan baik pada temperatur 30-350C dan kelembaban tanah 98-100%. Tanah yang lebih le bih disukai untuk pertumbuhannya adalah tipe tanah lempung atau humus dengan pH 6,9-7,3, namun juga mampu
27
tumbuh dengan baik pada tanah sedikit lebih asam (Flach & Rumawas, 1996). Tumbuhan ini bersifat spesifik lahan sulfat masam karena tahanan terhadap kemasaman tanah yang tinggi (pH 2,5-3,5) sehingga menjadi vegetasi indikator untuk tanah sulfat masam (Noor, 2004). Menurut Priatmadi dkk (2006), vegetasi purun tikus dapat tumbuh pada pH 3, dengan kandungan aluminium (Al) ( Al) sebesar se besar 5,35 me/100 g, kandungan sulfat larut (SO4 2-) sebesar 0,90 me/100 g, dan kandungan besi larut (Fe2+) sebesar 1,017 ppm. Oleh karena itu, purun tikus ( Eleocharis Eleocharis dulcis) dulcis) mampu tumbuh dengan baik pada tanah yang memiliki kandungan kimia tanah seperti tersebut di atas. Sebagian unsur hara yang dibutuhkan tumbuhan diserap dari tanah melalui akar, kecuali karbon dan oksigen yang diserap dari udara oleh daun. Sistem perakaran lebih dikendalikan oleh sifat genetis dari tumbuhan tersebut, tetapi dapat juga dipengaruhi oleh kondisi tanah. Faktor yang mempengaruhi pola penyebaran akar antara lain suhu tanah, aerasi, ketersediaan air dan ketersediaan unsur hara. Jenis tumbuhan rumput-rumputan memiliki sistem perakaran serabut yang menyebar dangkal dekat per mukaan tanah (Lakitan, 2001). Akar bergerak menuju ke daerah yang larutan tanahnya mengandung unsur hara yang dapat ditransportasikan ke permukaan akar. Transportasi unsur hara dari larutan tanah ke permukaan akar terjadi dengan dua cara yaitu, aliran massa dan difusi. Mekanisme aliran massa adalah suatu mekanisme gerakan unsur hara di dalam tanah menuju ke permukaan akar bersama-sama dengan gerakan massa air. Selama proses transpirasi berlangsung, terjadi proses penyerapan air oleh akar tumbuhan. Pegerakan massa air ke akar membawa unsur hara yang terkandung dalam air tersebut (Agustina, 2004). Purun tikus adalah salah satu tanaman air yang banyak ditemukan pada tanah sulfat masam tipe tanah lempung atau humus yang menempati wilayah yang terbuka/ terbakar (Flach (Flach & Rumawas, Rumawas, 1996). Tanaman ini diperbanyak dengan dengan umbi atau biji. biji.
Untuk penanamannya, penanamannya, umbi umbi diletakkan di tempat ternaungi
selama 2-3 hari, hari, kemudian direndam dengan air bersih selama 2 hari. hari. Kemudian di tanam pada bedengan yang ternaungi, dengan jarak tanam berupa segi empat berukuran 50-100 cm
atau segitiga berukuran 45-60 cm x 45 cm.
Setelah
penanaman, tanah digenangi digenangi air selama 24 jam dan dibiarkan (Wardiono, 2007). Klasifikasi purun tikus menurut Steenis (2003) adalah sebagai ber ikut:
28
Divisi
: Spermatophyta Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae Angiospermae
Kelas
: Monocotyledoneae Monocotyledoneae
Ordo
: Cyperales Cyperales
Famili
: Cyperaceae Cyperaceae
Genus
: Eleocharis
Spesies
: Eleocharis dulcis (Burm.f.) dulcis (Burm.f.) Trinius ex. Henschel
Tanaman ini adalah tumbuhan herba herba menahun yang tegak, dengan stolon memanjang, berwarna kecoklatan sampai hitam. Memiliki akar, batang, daun yang mereduksi mereduksi dan bunga. bunga. Batang tegak tidak tidak bercabang, berwarna berwarna keabu-abuan hingga hijau mengkilat dengan panjang 50-200 cm dengan ketebalan 2-8 mm. Daun mengecil sampai ke bagian basal pelepahnya, seperti membran, ujung tidak simetris, berwarna coklat kemerahan sampai lembayung. Bunga biasa diproduksi tumbuhan mengalami pertumbuhan vegetatif terletak diterminal dari batang dengan panjang 2-6 cm dan lebar 3-6 mm dan bersifat hermafrodit (Steenis, 2003).
Pada ketinggian sampai 1.350 m dpl umbi akan bertunas bertunas pada media
tanah bertemperatur di atas 14 0C. Purun tikus ( Eleocharis dulcis) dulcis ) merupakan jenis tumbuhan liar yang dapat tumbuh dan beradaptasi dengan baik pada lahan rawa pasang surut sulfat masam. Tumbuhan ini banyak memiliki manfaat seperti air perasan umbinya mengandung antibiotik puchiin,efektif untuk melawan Staphylococcus aureus ,Escherichia coli dan aerobacter aerogenes. Tanaman ini berfungsi sebagai komponen pengendali hama padi yaitu sebagai tanaman perangkap penggerek batang padi dan makanan hama belalang. Hama penggerek batang padi putih banyak meletakan telurnya pada batang bagian atas tumbuhan tersebut sebanyak >6000. Tumbuhan ini juga berfungsi sebagai tempat berlindungnya beberapa jenis serangga musuh alami(predator dan parasitoid). Disamping itu pula tumbuhan liar purun tikus (Eleocharis dulcis) berperan juga sebagai makanan bagi serangga hama jenis belalang. Mengingat lahan rawa pasang surut sulfat masam merupakan lahan marginal yang mempunyai beberapa aspek masalah seperti kemasaman tanah yang tinggi,keracunan besi, pH rendah dan tata air yang umumnya belum dapat di kontrol secara baik,varietas serta serangan hama dan penyakit .
29
Jenis tanaman ini banyak memiliki manfaat. Umbinya dapat digunakan untuk sayuran mentah atau dimasak untuk berbagai macam masakan seperti masakan berkuah, salad , omelet, masakan dengan daging atau ikan, bahkan sebagai makanan atau kue. Umbi berukuran berukuran besar dapat dimakan dimakan segar sebagai sebagai pengganti buah segar, umbi berukuran kecil dimanfaatan untuk diambil tepungnya dan umbinya dibuat dibuat emping teki.
Batangnya digunakan untuk membuat membuat tikar
untuk alas alas tidur, baju, dan pakan ternak.
Air perasan umbinya mengandung mengandung
antibiotik antibiotik „ puchiin‟ puchiin‟ yang efektif untuk melawan Staphylococcus aureus, Escherichia coli, dan Aerobactoer dan Aerobactoer aerogenes (Wardiono, aerogenes (Wardiono, 2007). Tumbuhan ini banyak memiliki manfaat yaitu, air perasan umbinya mengandung antibiotik `puchiin', efektif untuk melawan Staphylococcus aureus, Escherichia coli dan coli dan Aerobacter aerogenes. Di aerogenes. Di China, Indo-China, Thailand dan negara lainnya di Asia Tenggara, jenis ini dimanfaatkan umbinya untuk sayuran baik mentah atau dimasak untuk berbagai macam masakan lokal seperti omelet, masakan berkuah, salad, masakan dengan daging atau ikan dan bahkan sebagai makanan atau kue. Di Indonesia batang Purun tikus digunakan untuk membuat tikar untuk alas tidur (Wardiono, 2007). Menurut Hardiansyah (1995) menyebutkan bahwa Purun tikus merupakan salah satu pakan ternak alternatif, jenis tumbuhan ini di d i sukai kerbau rawa ( Bulbalus bubalis Linn) bubalis Linn) di desa Pandak daun, Kal-Sel sebagai makanannya. Tumbuhan liar rawa seperti Purun tikus, menurut Ariwibawa (2001) merupakan sumber bahan organik memberikan manfaat yang baik bagi tanah dan tanaman. Hal ini disebabkan karena bahan organik dari Purun tikus selain dapat mensuplai unsur hara makro dan mikro yang diperlukan tanaman juga dapat mencegah terjadinya degradasi lahan akibat kesalahan dalam mengelola lahan. Besarnya kandungan unsur hara dari bahan organik or ganik Purun tikus adalah N (3,36%), P (0,43%), K (2,02%), Ca (0,26%), Mg (0,42%), S (0,76%) dan Al (0,57%) serta -1
Fe (142,20 (142,2 0 mg.L ). Menurut hasil penelitian Priatmadi, dkk. (2006) Purun tikus memiliki adaptasi yang lebih baik terhadap sifat kimia tanah sulfat masam yang buruk, kemudian diiukuti oleh paku-pakuan, galam, dan padi-padian varietas lokal. Purun tikus mampu tumbuh pada kondisi sifat kimia tanah yang ekstrim buruk seperti
30
pH yang rendah dan kandungan ka ndungan Al-dd, SO 42-, serta Fe terlarut yang tinggi. Purun tikus sering kali menjadi indikator bahwa produktivitas tanah sangat rendah. Manfaat lain Purun tikus, menurut Asikin & Thamrin (1991) berfungsi sebagai tanaman perangkap penggerek batang padi dan Purun tikus tersebut dapat memerangkap telur mencapai 6.000 lebih dibandingkan tanaman padi hanya sekitar 200 butir. Purun tikus juga berpotensi sebagai sumber bahan attraktan penggerek batang padi. Selain Purun tikus ditemukan juga jenis tanaman perangkap lainnya yaitu Scirpus grosus, grosus, Stenochlaena palutris, palutris, Lepironea articulata dan articulata dan Phragmites karka, karka , tetapi dari jenis tumbuhan tersebut yang paling banyak memerangkap telur t elur penggerek batang padi adalah Purun tikus. Selain itu pula Purun tikus t ikus , Scirpus grosus gro sus,, Stenochlaena palutris, palutris , Lepironea articulata dan articulata dan habitat musuh alami serangga hama padi Phragmites karka, karka, berfungsi sebagai habitat yaitu dari ordo Arachnida, Odonata, Coleoptera, Orthoptera, Diptera dan Hymenoptera
Pisti a str str atiote ati otes s) 2.5 Deskripsi Umum Tanaman Kayu Apu ( Pistia
Kayu apu ( Pistia stratiotes L) merupakan tumbuhan air yang mengapung pada permukaan air. Kayu apu memiliki batang sangat pendek, bahkan terkadang tidak tampak sama sekali. Tumbuhan ini berakar serabut dan akar rimpang yang bergantungan dalam air dengan panjang 20-40 cm tumbuhan ini didominasi d idominasi o leh warna daun yang hijau. Daun berbentuk solet dengan ujung membulat dan pangkalnya runcing, tepi daun berlekuk, panjang 2-10 cm, dan lebar 2-6 cm. Warna daunnya hijau muda makin ke pangkal makin putih.. Buah buninya bila telah masak pecah sendiri serta berbiji banyak. Selain dengan biji, kayu apu berkembang biak dengan selantar atau stolonnya. Nama daerah dari kayu apu beraneka ragam. Di Jawa, kayu apu bernama Kayu apu, di Sunda Sunda bernama Ki apu. Sementara di Batak kayu apu dikenal sebagai Gajambang, di Melayau disebut dengan Kikambang. Taksonomi Kayu apu : Kerajaan
: Plantae
Subkerajaan
: Tracheobionta
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Liliopsida
31
Ordo
: Arales
Famili
: Araceae
Genus
: Pistia
Spesies
: Pistia stratiotes L.
Kayu apu ( Pistia stratiotes st ratiotes L.) merupakan salah satu jenis gulma air yang mempunyai potensi untuk dijadikan herba. Khasiat kayu apu adalah daun kayu apu berkhasiat sebagal obat batuk rejan, demam dan untuk pelancar air seni. Kandungan kimia kayu apu ( Pistia ( Pistia stratiotes L) yaitu flavonoid dan polifenol. Menurut Arisandi (2006), kayu apu mengandung berbagai macam mineral Na, K, Mg, Ca, Fe, Cu, Zn dan P. Kayu apu sebagai tumbuhan air yang memiliki potensi dalam menurunkan kadar pencemaran air limbah, memiliki kadar bahan organik tinggi. Kayu apu (( Pistia Pistia stratiotes L.) L.) merupakan salah satu tanaman fitoremediator greywater fitoremediator greywater (limbah (limbah domestik) (Ratih, (Rat ih, 2009). Manfaat tumbuhan air seperti kayu apu dapat mengurangi konsentrasi limbah cair dalam limbah dapat dilakukan dengan proses fitoremediasi. Dari hasil penelitian oleh Ulfin (2000) diketahui bahwa tanaman air ternyata seperti kayu apu dapat menurunkan kadar pencemaran logam berat Fe dalam limbah cair.
32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini terdiri dari enam sub bab. Pada sub bab pertama menjelaskan rancangan penelitian, pada sub bab kedua menjelaskan bahan dan peralatan penelitian. Pada sub bab ketiga menjelaskan variabel penelitian, pada sub bab keempat menjelaskan lokasi penelitian. Pada sub bab kelima menjelaskan prosedur penelitian dan teknik pengumpulan data. data . Terakhir pada sub su b bab keenam k eenam menjelaskan analisis data pada penelitian.
3.1 Rancangan Penelitian
Dalam penelitian ini akan digunakan 16 buah reaktor yang menggunakan Sistem Aliran Vertikal Bawah Permukaan (vertical ( vertical subsurface flow). flow). 16 buah reaktor akan digunakan sebagai alat pengujian. Reaktor sendiri berbahan kayu yang dilapisi dengan plastik dengan dimensi reaktor berukuran 65 cm x 35 cm x 35 cm. Sedangkan aliran yang digunakan adalah aliran batch bertingkat. Untuk proses batch bertingkat, batch bertingkat, seluruh bahan reaksi dicampur d icampur pada awal proses. proses . Selama Se lama terjadi reaksi, perubahan variabel menurut masa dan reaksi dihentikan serta hasil dikeluarkan apabila pertukaran mencapai ke tahap yang diinginkan (Masyitah, 2004). Analisis data kandungan logam Fe dan Mn pada effluent reaktor, reaktor, disajikan dalam tabulasi data berupa tabel dan grafik serta analisis deskriptif, yaitu dengan membandingkan data hasil analisis kandungan Fe dan Mn pada air asam tambang batubara sebelum perlakuan dengan dengan setelah perlakuan pada reaktor.
3.2 Bahan dan Peralatan Penelitian 3.2.1 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang dibutuhkan dibutuhkan dalam penelitian ini, meliputi: a. Media tanam/tanah sulfat masam, masam, sesuai dengan habitat habitat dari tanaman purun purun tikus. b. Tanaman purun tikus (Eleocharis dulcis) dengan tinggi rata-rata 15 cm, dan kayu apu ( Pistia stratiotes). stratiotes).
33
c. Air asam tambang batubara PT. Arutmin Indonesia Tambang Asam Asam, daerah Jorong, Kabupaten Kabupaten Tanah Laut, Provinsi Kalimantan Kalimantan Selatan. d. Bahan kimia untuk analisis parameter uji Fe dan Mn, meliputi meliputi air bebas mineral; asam nitrat (HNO3) pekat; larutan standar logam besi (Fe); logam mangan (Mn) dengan kemurnian minimum 99,0%; gas asetilen (C 2H2) HP dengan tekanan minimum 100 psi; larutan pengencer HNO 3 0,05 M; larutan pencuci HNO3 5%; larutan kalsium. 3.2.2 Peralatan Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a. Jerigen penampung sampel terbuat dari plastik dengan kapasitas 35 liter sebanyak 5 buah. b. Drum
plastik
dengan
kapasitas
130
liter
sebanyak
1
buah
untuk
menghomogenkan menghomogenkan sampel. c. Pipa PVC Ø ½ inch sebagai pipa outlet pada pada bagian bawah reaktor sepanjang 10
cm.
d. Reaktor penelitian berbahan berbahan kayu dengan dimensi 65 cm x 35 cm x 35 cm. Dimensi tersebut dipilih berdasarkan penelitian yang dilakukan Risnawati & Damanhuri (2010). e. Plastik sebagai bahan pelapis bagian dalam reaktor ka yu. f.
Gayung plastik sebagai alat menyiram tanaman
g. Ember plastik sebagai alat penampung air sebelum dipindahkan kedalam reaktor. h. Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) sebagai alat untuk mengukur kadar besi dan mangan. i.
Botol plastik sebagai tempat menampung sampel air yang akan diuji.
j.
Kain sebagai alat penahan antara tanah dengan pipa agar tidak terjadi penyumbatan.
k. Kamera digital sebagai alat dokumentasi penelitian.
34
3.3 Variabel Penelitian 3.3.1
Variabel bebas
Variabel bebas pada penelitian ini adalah interval waktu kontak efektif optimal. 3.3.2
Variabel terikat
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah kadar besi dan mangan effluent pada reaktor lahan basah buatan Sistem Aliran Vertikal Bawah Permukaan (vertical subsurface flow) flow) menggunakan tanaman purun tikus (Eleocharis dulcis), dulcis), dan kayu apu. 3.4 Lokasi Penelitian
Lokasi-lokasi yang digunakan sebagai tempat penelitian ini adalah: a. PT. Arutmin Indonesia Tambang Asam Asam Lokasi pengambilan contoh air asam tambang batubara di salah satu kolam pit PT. Arutmin Indonesia Tambang Asam Asam. b. Desa Puntik Tengah Lokasi pengambilan contoh tanaman purun tikus (Eleocharis dulcis) dan dulcis) dan tanah sulfat masam. c.
Rawa di daerah desa Tungkaran untuk mengambil tanaman kayu apu ( Pistia ( Pistia stratiotes) stratiotes)
d. Laboratorium Green house Fakultas Kehutanan Tempat aklimatisasi tanaman purun tikus dan pengujian reaktor lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan. permukaan. e. Laboratorium Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Lambung Mangkurat. Merupakan
tempat
pengujian
kadar
Fe
dan
Mn
menggunakan
Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
3.5 Prosedur Prosedur Penelitian dan Teknik Pengumpulan Pengumpulan Data 3.5.1 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian sebagai berikut: 1. Persiapan Tanaman a. Menyiapkan media tanam tanah sulfat masam dengan membersihkan tanah dari bahan-bahan yang tidak diinginkan seperti daun, akar tanaman, batu,
35
dll. Setelah bebas dari bahan-bahan yang tidak diinginkan kemudian memasukkannya ke dalam bak reaktor. b. Mengisi media tanam tanah sulfat masam pada masing-masing bak reaktor sampai mencapai ketinggian 30 cm dari tinggi bak reaktor tersebut. Ketinggian media 30 cm diambil berdasarkan kriteria desain yang disajikan pada Tabel 2.2, metode Kadlec dan Knight. c. Menyiapkan dan memilih tanaman purun tikus (Eleocharis dulcis) dulcis) yang memiliki ketinggian batang rata-rata 15 cm, dengan jumlah batang tiaptiap rumpun relatif sama (± 18 batang) dan kayu apu ( Pistia ( Pistia Stratiotes). Stratiotes). Menanam tanaman purun tikus (Eleocharis dulcis) dulcis) yang telah dipilih kedalam reaktor dengan jarak tanam masing-masing rumpun adalah 10 x 10 cm. d. Merangkai reaktor penelitian seperti pada Gambar 3.1 berikut ini :
Gambar 3.1 Reaktor Penelitian e. Melakukan aklimatisasi tanaman dengan cara memberikan air sungai selama 3 hari, ditandai dengan penambahan tinggi tanaman sekitar 1-2 cm serta kondisi tanaman yang tidak kering. f. Melakukan pengoperasian reaktor setelah 3 hari dengan mengaliri reaktor dengan air asam tambang batubara. Volume air didapat dari persam aan:
36
2. Pengoperasian Reaktor a. Memasukkan air asam tambang batubara PT. Arutmin Indonesia Tambang Asam Asam ke dalam drum plastik dan melakukan pengadukan, hal ini berfungsi untuk menghomogenkan menghomogenkan air asam tambang batubara. batubara. b. Setelah air asam tambang batubara homogen, kemudian memasukkan air asam tambang batubara kedalam masing-masing reaktor. c. Mengisi air asam tambang batubara sampai batas ketinggian reaktor atau sekitar 11 liter air asam tambang batubara. d. Mengambil sampel air effluent dari reaktor dan menempatkannya dalam botol plastik berkapasitas 330 ml untuk untuk pengujian parameter Fe dan Mn. e. Melakukan analisis laboratorium terhadap parameter air asam tambang batubara dan media tanah sesuai dengan standar, standar, yaitu : 1. Untuk air Fe sesuai dengan de ngan SNI 6989.4:2009 2. Untuk air Mn sesuai dengan de ngan SNI 6989.5:2009 f. Melakukan pengujian pengujian di Laboratorium Dasar, Fakultas MIPA, Universitas Lambung Mangkurat. g. Melakukan analisis data yang disajikan dalam tabulasi data berupa tabel dan grafik serta analisis deskriptif, yaitu dengan membandingkan data hasil analisis kandungan Fe dan Mn pada air asam tambang batubara sebelum perlakuan dengan setelah perlakuan pada reaktor. 3. Teknik Pengumpulan Data Data didapatkan dari hasil pengujian laboratorium dengan pengukuran nilai kadar Besi dan Mangan pada air sebelum dan sesudah pengoperasian setiap harinya, selama 14 hari penelitian.
37
Ide Studi
Observasi Awal
Studi Literatur
Identifikasi Masalah
Pengumpulan Data Primer
Pengamatan langsung di lapangan
Pengambilan sampel air asam tambang (Fe & Mn)
Purun tikus, dan Kayu Apu
Penelitian Laboratorium
Design reaktor VSSF-Wetlands
Analisis data sebelum penggunaan sistem
VSSF-Wetlands
Penggunaan sistem VSSF-Wetlands dan tanaman tanaman Purun tikus dan ka u a u Analisis data setelah penggunaan sistem
VSSF-Wetlands
Kesimpulan & Saran
Gambar 3.2 Diagram Alir Prosedur Penelitian
3.6 Analisis Data
Analisis hasil untuk mengetahui efisiensi penurunan kadar besi dan mangan digunakan rumus berikut.
x 100% .................. ........ ................... .................. .................. ................... ................... ......... (3.1)
Dimana: E = Persen penurunan (%) C0 = Kadar besi dan mangan awal (mg/l) Ce = Kadar besi dan mangan akhir (mg/l)
38
Data-data yang diperoleh tersebut harus diringkas dengan baik dan teratur, baik dalam bentuk tabel atau presentasi grafik sebagai dasar untuk pengambilan keputusan. Penyajian data yang digunakan digunakan dalam statistik deskriptif deskriptif seperti: 1. Tabel 2. Presentasi grafis seperti scatter seperti scatter , line chart dan dan lain sebagainya. Untuk mengetahui pengaruh perlakuan maka dilakukan analisis ragam (Uji F), selanjutnya jika perlakuan berpengaruh terhadap parameter yang diukur maka dilanjutkan dengan uji LSD pada taraf kesalahan 5%.
39
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan hasil dan pembahasan dari penelitian yang telah dilakukan. Terdiri dari dua sub bab. Pada sub bab pertama menjelaskan hasil penelitian. Pada sub bab kedua menjelaskan hasil yang didapat selama proses penelitian dilakukan, terdapat nilai besi (Fe) dan mangan (Mn) (M n) baik itu dari data inffluent maupun maupun hasil effluent dari dari reaktor penelitian. 4.1. Hasil Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan menggunakan tanaman Purun Tikus (Eleocharis dulcis) dan dulcis) dan Kayu Apu ( Pistia stratiotes) stratiotes) sebagai biofilter. Dimensi Dimensi reaktor adalah 65 cm x 35 cm x 35 cm, yang mana didasari dari penelitian sebelumnya oleh Risnawati & Damanhuri (2010). Ketinggian Ketinggian media media yaitu berupa berupa tanah sulfat masam yang digunakan adalah 30 cm yang mana merupakan kriteria desain minimal yang diperbolehkan oleh Kadlec dan Knight dalam Halverson (2004). Volume air yang akan diolah yaitu berupa air asam tambang digunakan sebanyak 11 liter, air asam tambang itu sendiri diambil dari salah satu settling pond di di PT. Arutmin Asam Asam. Pengaliran alir pada reaktor ini menggunakan sistem vertikal menurun dengan memanfaatkan gaya gravitasi secara batch bertingkat. batch bertingkat. Tanaman yang digunakan adalah tanaman purun tikus (Eleocharis dulcis) dan kayu apu ( Pistia stratiotes) stratiotes) yang telah dipilih dan diaklimatisasi terlebih dahulu selama 3 hari, yang ditandai dengan pertambahan tinggi batang pada purun tikus dan kelopak daun segar pada kayu apu. Media tanam yang digunakan adalah tanah sulfat masam. Baik tanaman Purun Tikus dan tanah sulfat masam, keduanya diambil di daerah Puntik Tengah, Kabupaten Barito Kuala. Sedangkan tanaman Kayu Apu diambil di derah rawa Tungkaran, Martapura. Pengambilan
sampel
dilakukan
pemilihan
secara
sengaja
dengan
pertimbangan tertentu yang dianggap penting dan dapat mewakili keadaan (Siegel,2009). Tanaman purun tikus dan kayu apu yang diambil merupakan anakan, dengan pertimbangan tingkat penyerapan Fe da n Mn yang cukup tinggi.
40
Sedangkan untuk sampel tanah diambil pada kedalaman 20 cm dari permukaan tanah, t anah, dengan de ngan asumsi a sumsi bahwa panjang pa njang akar tanaman purun puru n tikus tidak lebih dari 20 cm, yang kemudian selanjutnya dimasukkan kedalam karung untuk dibawa menuju laboratorium Green house Fakultas house Fakultas Kehutanan UNLAM. Reaktor yang digunakan pada penelitian ini sebanyak 16 buah. 4 reaktor digunakan untuk purun tikus dengan interval 1, 3, 5, 7 dengan dua kali pengulangan, sedangkan 4 buah reaktor lainnya untuk kayu apu dengan interval yang sama juga dengan dua kali pengulangan. Konsentrasi awal ( influent) influent) Besi (Fe) sebesar 76,40 ppm dan Mangan (Mn) sebesar 10,87 ppm. Sistem lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan pada dasarnya terdiri dari tipe aliran vertikal menurun dan menanjak. Pada penelitian ini, sistem aliran vertikal yang digunakan adalah aliran vert ikal menurun yang memanfaatkan gaya gravitasi atau downflow. downflow. Pada aliran tipe vertikal menurun, air dialirkan ke dalam lahan basah buatan dari lapisan atas media dan saluran outlet dibuat di dasar media, sehingga air akan mengalir kebawah dengan melewati zona akar dengan gaya gravitasi. Pada sistem aliran vertikal menurun ini diharapkan adanya kontak langsung antara zona perakaran tanaman purun tikus dengan air asam tambang batubara. Sehingga proses penurunan Fe dan Mn dapat tercapai. Selain itu mikroorganisme juga diharapkan dapat berperan dalam sistem ini. Sampel uji yang berupa air olahan dari lahan basah buatan, yaitu air yang keluar dari pipa reaktor diambil dalam interval 1, 3, 5, 7 dengan dua kali pengulangan. Pemilihan waktu tinggal tersebut didasari dari beberapa penelitian sebelumnya dengan sedikit kombinasi waktu. Sampel uji yaitu air olahan dimasukkan dalam botol plastik yang tertutup rapat dan diberi nama berdasarkan kode yang telah ditetapkan ditet apkan sebelumnya. sebelumnya. Pada penelitian ini sampel air limbah yang digunakan adalah air limbah pertambangan batubara yang berasal dari air larian pit batubara PT. Arutmin Tambang Asam Asam dan belum memasuki tahap-tahap pengolahan dalam settling pond . Air larian tersebut terse but mengandung mengandung logam-logam berat dengan pH yang rendah yang kemudian dikatakan sebagai air asam tambang. Sebelum melakukan proses pada sistem lahan basah buatan, maka terlebih dahulu dilakukan uji karakteristik awal sampel air asam tambang yaitu dengan parameter besi (Fe) dan
41
mangan (Mn). Dari data hasil laboratorium didapat nilai air asam tambang tersebut memiliki kadar kadar besi 76,40 ppm ppm dan kadar mangan mangan sebesar 10,87 ppm. seperti tertera di Tabel 4.1
Tabel 4.1 Uji Karakteristik Awal Air Asam Tambang Ta mbang Parameter
Satuan
Data Awal*
Baku Mutu **
Besi (Fe) Total
mg/l
76,4
7
Mangan (Mn) Total
mg/l
10,87
4
Keterangan : *Data hasil hasil uji pemeriksaan awal awal laboratorium **Berdasarkan PERMENLH No. 113 tahun 2003
4.1.1. pH pada Reaktor Purun Tikus dan Kayu Apu
Parameter lingkungan yang diukur pada penelitian ini adalah derajat keasaman (pH). Data hasil pengukuran parameter lingkungan suhu dan pH pada sampel air sebelum dan setelah pengoperasian reaktor, dengan variasi waktu tinggal dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan 4.3.
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran pH Reaktor purun tikus
Waktu Tinggal (hari)
pH Peningkatan pH Awal
Akhir
1
3,04
4,77
1,73
3
3,04
5,12
2,08
5
3,04
5,63
2,59
7
3,04
5,22
2,18
42
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran pH Reaktor Kayu Apu
pH
Waktu
Peningkatan pH
Tinggal (hari)
Awal
Akhir
1
4,77
5,07
2,03
3
5,12
6,25
3,21
5
5,63
6,77
3,73
7
5,22
6,39
3,35
Hasil pengukuran awal pH pada air asam asa m tambang sebesar 3,04 sebesar 3,04 dan setelah melalui proses treatment dalam lahan basah buatan dengan sistem reaktor batch bertingkat kemudian ke mudian dilakukan pengukuran berdasarkan waktu tinggal yang telah ditentukan, nilai pH berkisar antara 4,77 sampai 6,39. Ketersediaan logam-logam tanah untuk tanaman berkaitan dengan pH tanah itu sendiri. Dalam penelitian Mevi (2012) mengatakan bahwa peningkatan pH larutan tanah bersifat menstabilkan reduksi Fe3+, sehingga dihasilkan ion Fe 2+ dalam konsentrasi tinggi. Meningkatnya nilai pH tanah dimulai dengan reduksi nitrat (NO 3-) menjadi ion 4+
amonium (NH ). Setelah semua nitrat lenyap, sebarang oksida-mangan (MnO2) yang ada akan direduksi menjadi ion Mn 2+. Kemudian reduksi Fe 3+ (ferri-oksida) 2+
mulai terjadi, yang menghasilkan Fe (ferro) yang melimpah, dan peningkatan pH oleh karena dihasilkannya dihasilkannya senyawa hidrokarbonat dalam larutan tanah. Tabel 4.2 dan 4.3 menunjukkan pH tanah berada dalam rentang 4 – 6, dimana pada pH ini ketersediaan ion logam untuk tanaman lebih banyak sehingga lebih mudah diserap oleh tanaman. Suasana asam akan membantu terciptanya proses reduksi ion logam dalam tanah sehingga besi dan mangan akan terurai menjadi logam yang mudah dipertukarkan.
43
4.1.2. Penurunan Fe
Berikut grafik penurunan effluen besi (Fe) dan efisiensi dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2
20 16,494 15
) m p p10 ( e F
6,83
6,185
5,827
Effluent
5 0
1
3
5
7
Hari
Gambar 4.1 Grafik Effluent Grafik Effluent Besi Besi (Fe)
92,37
94
91,06
92
91,90
90 88 ) 86 % ( R84
R
82 8078,41 78 76 1
2
4
8
Hari
Gambar 4.2 Grafik Efisiensi Penurunan Besi (Fe)
Pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 dapat dilihat nilai effluen Fe pada hari pertama sebesar 16,94 dengan efisiensi 78,4%, pada hari ketiga sebesar 6,83 dengan efisiensi 91,06% pada hari kelima sebesar 5,82 dengan efisiensi 92,37%, dan pada hari ketujuh sebesar 6,185 dengan efisiensi 91,90%.
44
4.1.3. Penurunan Mn
Berikut grafik penurunan effluen Mangan (Mn) dan efisiensi dapat dilihat pada Gambar 4.3 dan Gambar Gambar 4.4
5
4,08
4 ) m3 p p ( n2 M
2,29
1,99 1,34
Effluent
1 0 1
3
5
7
Hari
Gambar 4.3 Grafik Effluent Grafik Effluent Mangan Mangan (Mn)
98,24
98,5 98 97,5 97 ) %96,5 ( R 96 95,5 95 94,5 94
97,39 96,99
R
94,65
0
2
4
6
8
Hari
Gambar 4.4 Efisiensi Penurunan Mangan (Mn)
Pada Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 dapat dilihat nilai effluen Fe pada hari pertama sebesar 4,08 dengan efisiensi 94,65%, pada hari ketiga sebesar 1,99 dengan efisiensi 97,39% pada hari kelima sebesar 1,34 dengan efisiensi 98,24%, dan pada hari ketujuh sebesar 2,29 dengan efisiensi 96,99%.
45
4.2. Pembahasan
Pada penelitian ini yang digunakan adalah sistem lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan dengan metode batch bertingkat. batch bertingkat. Pada penelitian ini, sistem aliran vertikal yang digunakan adalah aliran vertikal menurun yang memanfaatkan gaya gravitasi atau downflow. downflow. Pada aliran tipe vertikal menurun, air dialirkan ke dalam lahan basah buatan dari lapisan atas media dan saluran outlet dibuat di dasar media, sehingga air akan mengalir kebawah dengan melewati zona akar dengan gaya gravitasi. Pada sistem aliran vertikal menurun ini diharapkan adanya kontak langsung antara zona perakaran tanaman purun tikus dengan air asam tambang batubara. Sehingga proses penurunan Fe dan Mn dapat tercapai. Selain itu mikroorganisme juga diharapkan dapat berperan dalam sistem ini.
4.2.1. Penurunan Fe
Proses yang terjadi dalam sistem pengolahan air limbah, dengan lahan basah buatan adalah proses fisik yang terdiri dari sedimentasi dan filtrasi. Sedimentasi atau pengendapan adalah suatu unit operasi untuk menghilangkan materi tersuspensi atau flok kimia secara gravitasi. Hal ini dibuktikan dengan adanya penambahan konsentrasi pada media tanam tanah sulfat masam. Proses sedimentasi tersebut terjadi ketika konsentrasi besi mengalami pengendapan dalam waktu tinggal selama penelitian berlangsung. Sedangkan proses filtrasi bisa terjadi pada tanaman purun tikus, kayu apu, maupun pada media. Dikarenakan juga karena air olahan yang akan disaring berupa cairan yang mengandung butiran butiran halus atau bahan-bahan yang larut dan menghasilkan endapan, maka bahan-bahan tersebut dapat dipisahkan dari cairan melalui filtrasi. Pada tanaman purun tikus dan kayu apu, berperan sebagai biofilter, dimana proses tersebut terjadi karena kemampuan sistem perakaran membentuk filter yang dapat menahan dan meyerap logam Fe yang terdapat dalam air limbah, sedangkan pada media, proses filtrasi terjadi ketika partikel-partikel tanah sulfat masam yang memiliki pori memisahkan logam Fe yang terlarut dalam sampel air asam ta mbang batubara. Konsentrasi Fe awal pada air asam tambang batubara menunjukkan penurunan. Sedangkan adanya kenaikan konsentrasi effluent Fe pada hasil data
46
disebabkan karena adanya kejenuhan vegetasi dan media dalam menampung beban pencemar, pe ncemar, yang mana menyebabkan konsentrasi konse ntrasi effluent Fe menjadi naik kembali. Hal ini didukung dengan hasil penelitian bahwa kandungan logam Fe pada media cukup tinggi yaitu yaitu berkisar ratusan rat usan hingga puluhan puluhan ribu ppm. Selain proses fisik terdapat pula proses fisik dan kimiawi, meliputi adsorpsi bahan polutan oleh purun tikus dan tanah sulfat masam. Proses adsorpsi bahan polutan oleh tanaman purun tikus dapat terlihat dari adanya penurunan konsentrasi logam Fe, meskipun konsentrasi serapan logam oleh tanaman purun tikus terbilang sangat sedikit dibandingkan dengan tanah sulfat masam sebagai media tanam. Hal ini didukung dari data hasil penelitian paralel Latifah (2014) yang meneliti tentang serapan Fe dan Mn pada tanaman purun tikus dan kayu apu dan penelitian Alpian (2014) yang meneliti tentang dinamika Fe dan Mn pada media tanam yaitu tanah sulfat masam. Proses yang terakhir adalah bahan biokimiawi, meliputi: penurunan bahan organik secara biokimiawi aerobik oleh bakteri dalam air yang melekat pada tumbuhan, jaringan akar, serta dibagian paling atas at as sedimen s edimen dan da n zona aerobik yang terletak t erletak di dekat daerah akar maupun rhizome dari tumbuhan. Dalam Dalam sistem pengaliran air di bawah permukaan ini, mikroorganisme sangat berperan dalam menghilangkan bahan pencemar. Mikroorganisme yang menempel di dekat akar menguraikan bahan pencemar secara aerob; kondisi subtrat yang aerob di dekat perakaran tumbuhan ini disebabkan oleh adanya pasokan oksigen dari akar tanaman. Sehingga penurunan konsentrasi logam Fe juga dimungkinkan adanya peran dari mikroorganisme yang terdapat di zona perakaran tanaman purun tikus. Adanya pasokan oksigen dari akar tanaman, maka akan terjadi proses oksidasi karena adanya peran mikroorganisme, yang mana sangat efektif dalam menurunkan kandungan logam Fe pada air asam tambang ta mbang batubara. Pada penelitian ini media yang digunakan adalah tanah sulfat masam untuk purun tikus, sedangkan kayu apu tidak t idak menggunakan menggunakan media. Kandungan Kandungan Fe pada air asam tambang t ambang diukur terlebih t erlebih dahulu sebelum sebe lum diolah dalam sistem sist em lahan basah buatan ini. Setelah pengoperasian reaktor r eaktor selama 14 hari,sampel air a ir diukur d iukur masing masing sesuai urutan hari yang telah ditetapkan ditet apkan..
47
Hubungan antara waktu dengan konsentrasi effluent besi effluent besi disajikan disa jikan dengan besi semakin menurun dari interval 1, 3, dan 5 maka dapat dijadikan patokan grafik garis, sehingga dapat dilihat secara visual dengan menyesuaikan hubungan antara keduanya. Grafik garis digunakan untuk melihat trend penurunan data. Berdasarkan hasil grafik tersebut terlihat bahwa konsentrasi pengambilan kesimpulan dalam menentukan interval waktu efektif untuk menurunkan konsentrasi effluent besi dalam sistem lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan dengan sistem batch batch bertingkat. Grafik penurunan besi (Fe) dapat dilihat pada Gambar 4.1. Namun grafik saja tidak cukup untuk melihat perlakuan hari efektif, untuk itu penggunaan uji statistik diper lukan. Pada uji statistik diketahui bahwa perlakuan hari berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan kandungan besi (Fe) di dalam air. Pada uji statistik ini, diketahui bahwa perlakuan pada hari ke 3,5, dan 7 tidak berbeda nyata ( non significant) dikarenakan significant) dikarenakan data yang dihasilkan tidak berbeda jauh. Namun apabila dikaitkan lagi dengan nilai ambang batas atau baku mutu limbah cair tentunya berbeda. Perlakuan Per lakuan dari hari ke 1 sampai dengan de ngan hari ke 5 mengalami penurunan yang sangat baik, pada reaktor hari ke 3 nilai Fe sudah memenui baku mutu, pada hari ke 5 nilai semakin membaik, namun pada hari ke 7 keadaan air mulai jenuh Fe dan mengalami sedikit kenaikan kandungan Fe. Hal ini disebabkan karena media mengeluarkan Fe dapat dilihat dari penelitian Alpian (2014) tentang dinamika besi dan mangan pada fitoremediasi sistem lahan basah buatan, nilai kandungan Fe pada tanah menurun pada hari ke 7, dapat disimpulkan , media tanah sufat masam mengeluarkan besi ke air sehingga kandungan Fe pada air kembali meningkat.
4.2.2. Penurunan Mn
Pada logam Mn, penurunan konsentrasi effluent dimulai dari hari ke-1 hingga hari ke-7 dengan dua kali pengulangan. Pada hari tertentu terjadi kenaikan konsentrasi Mn. Kecenderungan penurunan konsentrasi Mn pada reaktor lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan dikarenakan adanya pengaruh mikroorganisme yang sangat berperan dalam menghilangkan bahan pencemar. Mikroorganisme yang menempel di tanaman menguraikan bahan pencemar secara
48
aerob; kondisi subtrat yang aerob di tumbuhan ini disebabkan oleh adanya pasokan oksigen dari akar tanaman. Sehingga penurunan konsentrasi logam Mn juga dimungkinkan adanya peran dari mikroorganisme yang terdapat di zona perakaran tanaman t anaman purun puru n tikus t ikus dan da n kayu ka yu apu. Adanya pasokan oksigen dari akar tanaman, maka akan terjadi proses oksidasi selain adanya peran mikroorganisme, yang mana sangat efektif dalam menurunkan kandungan logam Mn pada air asam tambang batubara. Selain proses fisik terdapat pula proses fisik dan kimiawi, meliputi adsorpsi bahan polutan oleh purun tikus dan tanah sulfat masam. Proses adsorpsi bahan polutan oleh tanaman purun tikus dapat terlihat dari adanya penurunan konsentrasi logam Mn, meskipun konsentrasi serapan logam oleh tanaman purun tikus terbilang sangat sedikit dibandingkan dengan tanah sulfat masam sebagai media tanam. Hal ini didukung dari data hasil penelitian paralel Latifah (2014) yang meneliti tentang serapan Fe dan Mn pada tanaman purun tikus dan kayu apu dan penelitian Alpian (2014) yang meneliti tentang dinamika Fe dan Mn pada media tanam yaitu tanah sulfat masam. Proses yang terakhir adalah bahan biokimiawi, meliputi: penurunan bahan organik secara biokimiawi aerobik oleh bakteri dalam air yang melekat pada tumbuhan, jaringan akar, serta dibagian paling atas at as sedimen s edimen dan da n zona aerobik yang terletak t erletak di dekat daerah akar maupun rhizome dari tumbuhan. Dalam Dalam sistem pengaliran air di bawah permukaan ini, mikroorganisme sangat berperan dalam menghilangkan bahan pencemar. Mikroorganisme yang menempel di dekat akar menguraikan bahan pencemar secara aerob; kondisi subtrat yang aerob di dekat perakaran tumbuhan ini disebabkan oleh adanya pasokan oksigen dari akar tanaman. Sehingga penurunan konsentrasi logam Mn juga dimungkinkan adanya peran dari mikroorganisme yang terdapat di zona perakaran tanaman purun tikus. Adanya pasokan oksigen dari akar tanaman, maka akan terjadi proses oksidasi karena adanya peran mikroorganisme, yang mana sangat efektif dalam menurunkan kandungan logam Mn pada air asam tambang batubara. Pada penelitian ini media yang digunakan adalah tanah sulfat masam untuk purun tikus, sedangkan kayu apu tidak menggunakan media. Kandungan Mn pada air asam tambang diukur terlebih dahulu sebelu diolah dalam sistem
49
lahan basah buatan ini. Setelah pengoperasian reaktor selama 14 hari,sampel air diukur masing masing sesuai urutan hari yang telah ditetapkan. Hubungan antara waktu dengan konsentrasi effluent besi effluent besi disajikan disa jikan dengan grafik garis, sehingga dapat dilihat secara visual dengan menyesuaikan hubungan antara keduanya. Grafik garis digunakan untuk melihat trend penurunan data. Berdasarkan hasil grafik tersebut maka dapat dijadikan patokan pengambilan kesimpulan dalam menentukan interval waktu efektif untuk menurunkan konsentrasi effluent besi dalam sistem lahan basah buatan aliran vertikal bawah permukaan dengan sistem batch bertingkat. batch bertingkat. Grafik penurunan Mangan (Mn) dapat dilihat pada Gambar 4.2 Namun grafik saja tidak cukup untuk melihat perlakuan perlakuan hari efektif, untuk itu penggunaan uji statistik diperlukan. Berdasarkan uji statistik dapat dilihat bahwa perlakuan hari berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan kandungan mangan (Mn) di dalam air. Pada uji statistik ini, diketahui bahwa perlakuan pada hari ke 3,5, dan 7 tidak berbeda nyata (non (non significant) significant) dikarenakan data yang dihasilkan tidak berbeda jauh. Namun apabila apa bila dikaitkan lagi dengan nilai ambang batas atau baku mutu limbah cair tentunya berbeda. Sama halnya dengan Fe, pada Mn perlakuan dari hari ke 1 sampai dengan hari ke 5 mengalami penurunan yang sangat baik, pada reaktor hari ke 3 nilai Mn sudah memenui baku mutu, pada hari ke 5 nilai semakin membaik, namun pada hari ke 7 keadaan air mulai jenuh Mn dan mengalami sedikit kenaikan kandungan Mn. Hal ini disebabkan karena media mengeluarkan Mn dapat dilihat dari penelitian Alpian (2014) nilai kandungan Mn pada tanah menurun pada hari ke 7. Dapat disimpulkan, media tanah sufat masam mengeluarkan mangan ke air sehingga kandungan Mn pada air kembali meningkat. Dari hasil analisis data penelitian maka didapatlah total efesiensi penurunan besi dan mangan pada reaktor. Pada parameter besi maupun mangan diperoleh waktu kontak efektif pada hari ke 3, hasil ini didapat berdasarkan analisis uji statistik dan dikaitkan dengan nilai ambang batas/baku mutu limbah cair pertambangan. Pengertian efektif di sinipun dikaitkan dengan waktu dan biaya apabila diterapkan ke lapangan. Penambahan waktu treatment tidak berdampak besar terhadap perubahan kenaikan besi maupun mangan, walaupun
50
meningkat pada hari ke 5 penambahan waktu hanya akan menambah biaya produksi dan tentunya tidak efektif. efekt if. Pada penelitian sebelumnya yaitu penelitian Iman (2012) didapatkan waktu efektif 4 hari untuk Fe dan 5 hari untuk Mn dengan menggunakan 1 tanaman saja. Penelitian ini membuktikan bahwa dengan menambah pra treatment yaitu penambahan vegetasi berupa tanaman kayu apu berhasil menaikan efisiensi penurunan konsentrasi besi (Fe) yg awalnya hanya 59,83% menjadi menjadi 91,06%
dan mangan mangan (Mn) yang yang awalnya awalnya 79,88% 79,88% menjadi
97,39%. (M n) Tabel 4.4 Efesiensi Penurunan Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Effluent Fe
Hari 1 Hari Har i 3 Hari Har i 5 Hari Har i 7
16,494 6,83 5,827 6,185
Effluent Mn
Hari Har i 1 Hari 3 Hari 5 Hari Har i 7
4,085 1,9915 1,3445 2,295
Total Penurunan Fe
59,906 69,57 70,573 70,215 Total Penurunan Mn
72,315 74,4085 75,0555 74,105
Efesiensi Penurunan(%) 78,41 91,06 92,37 91,90 Efesiensi Penurunan(%) 94,65 97,39 98,24 96,99
51
BAB V KESIMPULAN
5.1.Kesimpulan
Pada penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditar ik kesimpulan kesimpulan yaitu 1. Besar penurunan parameter uji (Fe dan Mn) pada pengolahan air asam tambang dengan sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan VSSF-Constructed Wetlands Wetlands menggunakan tanaman Purun tikus ( Eleocharis dulcis), ( Pistia stratiotes) dulcis), dan Kayu Apu ( Pistia stratiotes) menggunakan metode metode Batch bertingkat didapat hasil yaitu untuk besi (Fe) sebesar 91,06% dan untuk mangan (Mn) sebesar 97,39%. 2. Interval waktu kontak efektif dan optimal yang dibutuhkan dalam pengolahan air asam tambang dengan tanaman Purun tikus ( Eleocharis dulcis), dulcis), dan Kayu Apu ( Pistia ( Pistia stratiotes) stratiotes) pada sistem pengolahan tersebut yaitu reaktor pada interval hari ke 3.
5.2.Saran
Pada penelitian yang telah dilakukan maka saran yang dapat diber ikan, yaitu yaitu 1.
Perlu adanya penelitian lanjutan mengenai penggunaan tanaman purun tikus dan kayu apu sebagai fitoremidiator, untuk mengetahui potensi tanaman tanaman tersebut dalam meremidiasi logam dan limbah B3 lainnya.
2.
Penelitian ini perlu dikembangkan dengan perlakuan adanya variasi waktu untuk mengetahui akumulasi tiap harinya oleh tanaman terhadap kadar besi (Fe) dan mangan (Mn). (Mn).
52
DAFTAR PUSTAKA
Agustina, L. 2004. Das 2004. Dasar ar Nutrisi Nutrisi Tumbuha Tumbuhan n (edis (edisii revisi) revisi).. PT Rineka Cipta. Jakarta. Alpian, Nor. 2014. Dinamika Fe dan Mn di dalam Tanah pada Proses Fitoremediasi Menggunakan Tanaman Purun Tikus ( Eleoc ( Eleochari hariss dulcis dulcis)) pada Air Asam Tambang dalam Lahan Basah Buatan. In progress. progress. Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru Aribawa. I.B. 2001. Pengaruh Dosis Kapur dan Bahan Organik Purun Tikus Terhadap Perubahan Sifat Kimia Tanah dan Hasil Padi di Lahan Sulfat Masam. Laporan Hasil Penelitian Bag. Pro. Sumberdaya Lahan. Puslitbangtanak. Bogor. Asikin, S. 2001. 2001 . Intensitas Serangan Serangan Penggerek Batang Padi di Lahan Pasang Pasang Surut. Laporan Hasil Penelitian. Balittra. Banjarbaru. Chen, Mengzhi, Yingying Tang, Xianpo Li, & Zhaoxiang Yu. 2009. Study on the Heavy Metals Removal Efficiencies of Constructed Wetlands with Different Substrates. Substrates. J. Water Resources and Protection, Volume Protection, Volume 1, Pages 1-57. Costello, C. 2003. 2003 . Acid Mine Drainage: Innovative Treatment Technologies . Environmental Protection Agency Flach, M. & F. Rumawas.1996. Plants Yielding Non-Seed Carbohydrates. Plant Resources of South-East Asia (PROSEA). 9:97-100.http://www.prosea.org 9:97-100.http://www.prosea.org Diakses tanggal 13 Mei 2014.
Halverson, Nancy V. 2004. Review of Constructed Subsurface Flow vs. Surface Flow Wetlands. Wetlands. Westinghouse Savannah River Company. U.S. Hardiansyah. 1995. Jenis-jenis Tumbuhan Palatable dan Kemelimpahannya pada Padang Penggembalaa Penggem balaan n Kerbau Ke rbau Rawa R awa (Bulbal ( Bulbalus us bulbalis b ulbalis Linn.) di Desa Pandak Daun Kec. Daha Utara Kab. HSS . HSS . Inovasi Teknologi Pengelolaan Sumberdaya Lahan Rawa. Henny, C., Ajie. GS., & Susanti. E. 2012. Pengolahan Air Asam Tambang Menggunakan Sistem Passive Treatment. Treatment . Jakarta
Hoffmann, Heike, Christoph Platzer, Martina Winker & Elisabeth von Muench. 2011. Technology review of constructed wetlands. Subsurface flow constructed wetlands for greywater and domestic wastewater treatment .
53
Germany: Federal Ministry for Economic Cooperation and Development; Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Sustainable sanitation - ecosan program. Iman, MS. 2012. Rekayasa Penurunan Fe Dan Mn Pada Air Asam Tambang Batubara Menggunakan Tanaman Purun Tikus (Eleocharis Dulcis) Dalam Sistem Lahan Basah Buatan Aliran Vertikal Bawah Permukaan. Permukaan . Skripsi, Skripsi, Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Unlam. Banjarbaru. Lakitan, B. 2001. Dasar-Dasar Dasar- Dasar Fisiologi Tumbuhan Tumbuha n . PT Raja Grafindo Persada. Jakarta. Masyitah, Z. 2004. 2004 . Model Matematik Gas Hold Up di dalam Tangki Pengaduk . Pengaduk . Digitized by USU digital library. Medan Noor, 2004 Noor, M. 2004. Lahan Rawa Sifat dan Pengelolaan Pengelola an Tanah Bermasalah Bermasal ah Sulfat Mas Sulfat Masam am.. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta. Oktaviansyah, Aulia R. 2010. Studi Pemodelan Constructed Wetland Menggunakan Vegetasi Tanaman Sagittaria montevidensis dengan Kombinasi Arang Aktif Dalam Menurunkan Kadar Polutan Pada Air Limbah Detergen. Tesis Tesis S2. Program Studi Magister Teknik Sipil Pasca Sarjana Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Malang Priatmadi, B. B. J., Mahbub, Mahbub, Syaifuddin & Muslikin. 2006. Adaptasi Tanaman Terhadap Sifat Kimia Tanah Sulfat Masam di Kalimantan Selatan . Kalimantan Scientiae. No.68 Thn.XXIV, Oktober Oktober 2006, ISSN 02162601, Hal. 66-72
Puspita, L, E. Ratnawati, N. N. Suryadiputra & A. A. Meutia. 2005. Lahan Basah Buatan di Indonesia. Indonesia. Wetlands International - Indonesia Programme. Bogor Ramey, V. 2001. Water Lettuce (Pistia stratiotes). Florida : Center for Aquatic and Invasive Plants, University of Florida. Vol. 5. No. 8 : 4-17. 4-17 . Risnawati, I & T. P. Damanhuri. 2010. Penyisihan Logam pada Lindi Menggunakan Constructed Wetland. Institut Teknologi Bandung Bandung Safitri, Ratih. 2009. Phytoremediasi Greywater dengan Tanaman Kayu Apu (Pistia stratiotes) dan Tanaman Kiambang (Salvinia molesta) serta
54
Pemanfaatannya untuk Tanaman Selada Hidroponik. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
(Lactuca
sativa)
secara
Septiandina, G. 2010. Daur Mangan dan Besi. (http://gusti0909. (http://gusti0909. wordpress.com /2010/01/ 12/12). Diakses pada 24 Mei 2014 Siegel,S. 1990. Statistik Non Parametrik untuk Ilmu-Ilmu Sosial . Jakarta: .Penerbit PT. Gramedia, Sitorus, E.2011. Pengelolaan Kesuburan Tanah Sulfat Masam. http://edowartblogspotscom.blogspot.com/2011/10/pengelolaankesuburan-tanah-sulfat.html. Diakses kesuburan-tanah-sulfat.html. Diakses pada 24 Mei 2014 Steenis, C. G. G. J, Van. 2006. Flo 2006. Flora ra.. PT Pradnya Paramita. Jakarta Supradata. 2005. Pengolahan Pengolahan Limbah Domestik Menggunakan Menggunakan Tanaman Tanaman Hias Cyperus alternifolius, L. Dalam Sistem Lahan Basah Buatan Aliran Bawah Permukaan (SSf-Wetlands). Thesis, Program Studi Megister Ilmu Lingkungan Ulfin, ita dan Widya W. 2005. Studi Penyerapan Kromium Dengan Kayu Apu ( Pistia Pistia stratiotes, L). L). Jurnal Akta Kimindo Vol. 1 No. 1 No. 1 : 41-48. Surabaya : ITS Keputih. Wardiono. 2007. Eleocharis dulcis (burm. F.) triniusex henschel. http://www.kehati.or.id/prohati/browser.php?docsid=478.. Diakses tanggal http://www.kehati.or.id/prohati/browser.php?docsid=478 2 Mei 2014
Widowati, L.R. & Sukristiyonubow.2010. Dinamika pH, Fe, Dan Mn Serta P Tanah Sawah Bukaan Baru Berkadar Bahan Organik Tinggi Terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi . Padi .26-II-2009. 26-II-2009. Widyati, E. 2009. 2009. Kajian Fitore Fitoremediasi mediasi Sebagai Salah Satu Upaya Upaya Menurunkan Akumulasi Logam Berat Akibat Air Asam Tambang Pada Lahan Bekas Tambang Batubara. Jurnal Hutan Tanaman, Vol. Tanaman, Vol. 2 No.2, Agustus 2009, 67-75.
55
LAMPIRAN
56
Lampiran 1 Contoh pehitungan
Hari Hari Hari Hari
Hari Hari Hari Hari
1 3 5 7
Fe 41,96 17,464 9,275 11,602
16,494 6,83 5,827 6,185
1 3 5 7
Mn 5,643 2,653 1,928 2,4495
4,085 1,9915 1,3445 2,295
Total Penurunan Fe (ppm) 59,906 69,57 70,573 70,215 Total Penurunan Mn (ppm) 72,315 74,4085 75,0555 74,105
Efesiensi Penurunan(%) 78,41099476 78,4109947 6 91,06020942 91,0602094 2 92,37303665 92,3730366 5 91,90445026 91,9044502 6 Efesiensi Penurunan(%) 94,65314136 94,6531413 6 97,39332461 97,3933246 1 98,24018325 98,2401832 5 96,9960733
a. Parameter Fe ANALISIS RAGAM RAL SATU FAKTOR FAKTOR Ulangan
Perlakuan (kode)
1
2
awal Hari 1 Hari 3 Hari 5 Hari 7 Jumlah
76,500 13,088 5,770 5,334 5,670 106,4
76,4 19,900 7,890 6,320 6,700 117,2
Sumber Keragaman
Jumlah
Rata-rata
152,90 32,99 13,66 11,65 12,37 223,6
76,45 16,49 6,83 5,83 6,19 22,4
F-tabel db
JK
Perlakuan
4
Galat
5
26,47
Total
9
7499,05
KT
7472,58 1868,14
F-hitung
352,87
**
5%
1%
Pvalue
5,19
11,39
0,000
5,29 KK =
10,29%
57
Data dari Tabel Anova
Nilai n db galat KT galat
2 5 5,29
Jarak Nyata : LSD 5% LSD 1%
5,91 9,27
No Urut A-Z
Kode
Nilai tengah
1 2 3 4 5
AAT H1 H3 H5 H7
76,45 16,49 6,83 5,83 6,19
Pilih LSD : 5% ã
[email protected] Nilai No. Kode Tengah (A-Z) 1 H5 5,83 2 H7 6,19 3 H3 6,83 4 H1 16,49 5 AAT 76,45 ns = non Ket : significant s = significant
1
2
3
4
5
H5 ns ns ns s s
H7 ns ns s s
H3 ns s s
H1 ns s
AAT ns
Superskrip a a a b c
58
b. Parameter Mn ANALISIS RAGAM RAL SATU FAKTOR
Perlakuan (kode)
Ulangan 1 2
10,900 3,970 3 ,970 1,390 1 ,390 1,503 1 ,503 2,460 2 ,460 20,2
awal Hari 1 Hari 3
Hari 5 Hari 7 Jumlah
Sumber Keragaman Perlakuan Galat Total
Jumlah
Rata-rata
21,75 8,17 3,98 2,69 4,59 41,2
10,88 4,09 1,99 1,34 2,30 4,1
10,9 4,200 2,593 1,186 2,130 21,0
db
JK
KT
4 5 9
122,39 0,86 123,25
30,60 0,17
Data dari Tabel Anova
Nilai
n
2
db galat
5
KT galat
0,17
Jarak Nyata :
LSD 5%
1,06
LSD 1%
1,66
F-hitung
178,73
** KK =
F-tabel 5% 1% 5,19 11,39
10,05%
Pvalue 0,000
59
No Urut A-Z
Kode
Nilai tengah
1
AAT
10,88
2
H1
4,09
3
H3
1,99
4
H5
1,34
5
H7
2,30
Pilih LSD : 5%
[email protected] Nilai No. Kode Tengah (A-Z) 1 H5 1,34 2 H3 1,99 3 H7 2,30 4 H1 4,09 5 AAT 10,88 Ket : ns = non significant s = significant
1
2
3
4
5
H5 ns ns ns s s
H3 ns ns s s
H7 ns s s
H1 ns s
AAT ns
Superskrip
a a a b c
