3. METODOLOGI PENELITIAN. satu siklus hidup fitoplankton (Chaetoceros sp.). Penelitian ini berlangsung

Transkripsi

1 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan tempat Penelitian kultur fitoplankton dilakukan selama 14 hari pengamatan untuk satu siklus hidup fitoplankton (Chaetoceros sp.). Penelitian ini berlangsung selama Bulan Agustus - Desember Penelitian bertempat di Balai Teknologi Lingkungan BPPT, Puspitek, Serpong. Selama kegiatan dilakukan pengukuran terhadap beberapa parameter kualitas air dan gas. Selain itu dilakukan analisis laboratorium seperti analisis nutrien (nitrat, nitrit, fosfat dan silikat), analisis karbon organik dan anorganik. 3.2 Alat dan bahan penelitian Pengukuran parameter kualitas air dan gas menggunakan beberapa alat dan bahan seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2 dan 3. Tabel 2. Bahan penelitian No. Nama Fungsi 1 Inokulan Chaetoceros sp. Bibit kultur fitoplankton 2 Air laut Media tumbuh fitoplankton 3 Akuades Membersihkan alat 4 Pupuk f2 Meningkatkan kadar nutrien 5 Klorin Menghilangkan HCl 6 HCl Membunuh bakteri patogen dan kontaminan 7 Alkohol 70% Membersihkan sisa-sisa cairan kimia 8 Gas CO 2 murni Gas untuk fotosintesis 9 Lugol Mengawetkan sampel fitoplankton 10 Natrium Tiosulfat Menghilangkan Klorin 11 Perangkat lunak Ms. Excel Menyajikan data 17

2 18 Tabel 3. Alat penelitian No. Tipe alat Fungsi 1. Fotobioreaktor 50 liter Wadah kultur 2. Portable Combination Gas Analyzer RIKEN KEIKI Model RX-515 Alat ukur gas CO 2 dan O 2 3. Tabung gas CO 2 murni Injeksi gas CO 2 4. Kompresor Pemompa udara 5. Tempat penampungan udara Pengunci udara agar tidak keluar dan masuk fotobioreaktor 6. Flow meter Pengatur tekanan udara 7. Haemocytometer Neubauer Improved Pengukuran biomassa fitoplankton 8. Filter gas Penyaring udara dari kotoran gas Meletakkan sampel pada kaca preparat 9. Pipet tetes Hanna HI 9282 Multiparameter 10. water quality meter Alat ukur parameter fisik perairan 11. Mikroskop Melihat jenis dan menghitung biomassa fitoplankton 12. Selang air Mengisi air ke dalam fotobioreaktor 13. Tabung reaksi Wadah pengukuran parameter fisik 14. Penyemprot cairan dan lap Membersihkan alat Kultur murni Chaetoceros sp. diperoleh dari P2OLIPI, kemudian diperbanyak melalui kultur (scale up) di laboratorium. Konsentrasi gas CO 2 diukur dengan Portable Combination Gas Analyzer RIKEN KEIKI Model RX-515 (Lampiran 5). Parameter kualitas air seperti suhu, ph, salinitas diukur dengan HI 9282 Multiparameter water quality meter (Lampiran 6). Pengukuran biomassa fitoplankton dilakukan dengan menghitung jumlah fitoplankton menggunakan Haemocytometer Neubauer Improved. Pengunaan Haemocytometer Neubauer Improved sama seperti kaca preparat yang dilihat dengan bantuan mikroskop. 3.3 Persiapan Penelitian Kepadatan awal kultur murni Chaetoceros sp. yang digunakan adalah sel/ml. Media tumbuh yang digunakan adalah pupuk f2 dengan

3 19 penambahan silikat. Konstruksi fotobioreaktor dibuat dengan material akrilik berkapasitas 50 liter yang diisi dengan 40 liter media kultur dan selama percobaan media diambil untuk keperluan analisis sebanyak 4 liter. Gas CO 2 dialirkan ke dalam reaktor dengan sistem tertutup dari dasar reaktor dengan menggunakan penyalur udara berpori halus. Sebelum percobaan dimulai, terlebih dahulu dilakukan tes kebocoran terhadap air dan gas pada seluruh komponen fotobioreaktor. Pada penelitian ini, sistem injeksi dilakukan satu kali ke dalam penampungan gas (118 liter) yang berisi campuran gas antara CO 2 dan N 2 dengan perbandingan 12% (CO 2 ) : 88% (N 2 ). Karbondioksida dengan konsentrasi sebesar 12 % vol. ( ppm) diinjeksikan secara kontinu dengan laju injeksi sebesar 0,5 liter/menit dari penampungan gas ke dalam fotobioreaktor melalui bantuan kompresor. Konversi dari % vol. ke ppm adalah sebagai berikut: 1 % vol. dapat didefinisikan sebagai ppm. Selain itu, sumber cahaya untuk penyinaran digunakan daylight lamp dengan intensitas penyinaran antara dan luks selama 12 jam dari pukul hingga (Setiawan et al., 2008). Kultur Chaetoceros sp. dilakukan selama 14 hari, setelah itu hasil kultur dipanen dan tidak dimanfaatkan lagi sehingga tidak terjadi dekomposisi mineral di dalam fotobioreaktor. Fotobioreaktor dicuci kemudian digunakan untuk kultur fitoplankton yang baru, baik spesies yang sama maupun berbeda. Skema fotobioreaktor yang digunakan untuk mengkultur fitoplankton dapat dilihat pada Gambar 6.

4 20 Sumber : Setiawan et al. (2008) Gambar 6. Skema fotobioreaktor Berdasarkan Gambar 6 terlihat bahwa aliran udara yang membawa campuran gas akan mengisi fotobioreaktor secara menyeluruh sehingga membuat penyebaran CO 2 terlarut yang akan dimanfaatkan oleh Chaetoceros sp. terdistribusi dengan baik. Pada tahap persiapan, terdapat tiga komponen penting diantaranya inokulan Chaetoceros sp., media kultur dan fotobioreaktor. Chaetoceros sp. diperbanyak (scale up) di laboratorium hingga kepadatannya sel/ml. Media kultur yang berupa air laut disterilisasi dengan klorin yang bertujuan untuk membersihkan media kultur dari organisme yang dapat menghambat pertumbuhan Chaetoceros sp.. Setelah diaerasi dengan klorin, pada media ditambahkan Na 2 S 2 O 3 (Natrium Tiosulfat) untuk menetralisir klorin. Pupuk f2 dan penambahan silikat dapat dimasukkan ke dalam media kultur setelah bau klorin hilang. Pemberian pupuk dilakukan untuk mempercepat pertumbuhan dengan

5 21 memberikan nutrisi yang dibutuhkan oleh Chaetoceros sp., sedangkan penambahan silikat bertujuan untuk memenuhi pembentukan cangkang Chaetoceros sp.. Selain mempersiapkan inokulan dan media kultur, dilakukan juga pencucian fotobioreaktor dengan sabun untuk menghilangkan kotoran yang terlihat menempel pada fotobioreaktor. Selanjutnya fotobioreaktor diisi dengan HCl untuk mematikan organisme yang menempel pada fotobioreaktor yang dapat mengganggu pertumbuhan Chaetoceros sp. seperti kontaminasi dan persaingan dengan mikroorganisme lain. Reaktor dibilas untuk menghilangkan HCl. Beberapa tahapan yang dilakukan selama mengkultur fitoplankton Chaetoceros sp. pada fotobioreaktor dapat dilihat pada Gambar 7. Kultur murni Chaetoceros sp. Media kultur (air laut) Pembersihan reaktor (sabun) Scale up inokulan Chaetoceros sp. Pemberian Klorin Natrium Tiosulfat Pupuk f2 dan silikat Pencucian reaktor (HCl) Bilas reaktor Memasukkan inokulan ke media kultur yang diberi pupuk dan silikat Reaktor Pengukuran gas CO 2 dan kualitas air Injeksi gas CO 2 Gambar 7. Tahapan kultur fitoplankton

6 Pelaksanaan penelitian Tahap pelaksanaan dimulai dengan memasukkan inokulan fitoplankton Chaetoceros sp. ke dalam media kultur (air laut dengan salinitas ) yang telah diberi pupuk dan penambahan silikat. Setelah itu inokulan yang bercampur dengan media kultur dimasukkan ke dalam fotobioreaktor. Fotobioreaktor yang telah diisi oleh fitoplankton, kemudian diinjeksi dengan gas CO 2 melalui pompa udara, selanjutnya mengatur aliran tekanan udara (CO 2 ) pada fotobioreaktor agar stabil. Pengukuran gas CO 2 dilakukan melalui katup yang terdapat pada pengunci udara dengan bantuan alat RIKEN KEIKI Model RX-515, sedangkan parameter kualitas air diukur melalui sampel yang diambil dari fotobioreaktor dengan bantuan alat Hanna HI 9282 Multiparameter (Lampiran 6). Pengukuran parameter kualitas air dilakukan setiap hari (09.00 dan 19.00) selama kultur melalui pengambilan sampel air laut pada fotobioreaktor seperti yang terdapat pada Tabel 4. Tabel 4. Kegiatan penelitian No. Kegiatan Waktu Tempat 1. Pengukuran suhu Setiap hari (14 hari) Puspitek, Serpong 2. Pengukuran salinitas Setiap hari (14 hari) Puspitek, Serpong 3. Pengukuran ph Setiap hari (14 hari) Puspitek, Serpong 4. Pengukuran DO Setiap hari (14 hari) Puspitek, Serpong 5. Pengukuran gas CO 2 Setiap hari (14 hari) Puspitek, Serpong 6. Analisis nitrat Hari 1, 2, 4, 6, 8 dan 10 Lab. Proling, MSP-IPB 7. Analisis nitrit Hari 1, 2, 4, 6, 8 dan 10 Lab. Proling, MSP-IPB 8. Analisis fosfat Hari 1, 2, 4, 6, 8 dan 10 Lab. Proling, MSP-IPB 9. Analisis silikat Hari 1, 2, 4, 6, 8 dan 10 Lab. Proling, MSP-IPB 10. Analisis DIC Hari 1, 4 dan 10 Dinas PU Jawa Timur 11. Analisis POC Hari 1, 4 dan 10 Dinas PU Jawa Timur

7 23 Berdasarkan Tabel 2 pengukuran gas CO 2 dilakukan tiga kali dalam sehari (09.00, dan WIB) karena tidak memerlukan sampel air laut. Penghitungan penyerapan CO 2 diukur dengan melihat aliran gas CO 2 yang terjadi selama proses kultur berlangsung. Gas CO 2 yang masuk ke dalam fotobioreaktor akan dibandingkan dengan gas CO 2 yang keluar dari fotobioreaktor, sehingga dapat diketahui berapa volume gas CO 2 yang dimanfaatkan oleh Chaetoceros sp. secara langsung. Setelah itu dilihat bagaimana keterkaitannya terhadap pertumbuhan biomassa Chaetoceros sp.. Keberadaan nutrien dalam fotobioreaktor diukur dua hari sekali (enam kali) selama kultur dengan cara mengambil 250 ml sampel kultur fitoplankton dari fotobioreaktor. Botol sampel yang digunakan adalah botol gelap atau berwarna agar terhindar dari cahaya matahari. Setelah itu sampel disimpan di dalam kulkas sebelum dikirim untuk dianalisis lebih lanjut di Laboratorium Produktivitas Lingkungan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Metode yang dilakukan adalah spektrofotometri (detail metode ada pada Lampiran 7). Sampel karbon anorganik terlarut (DIC) dan karbon organik partikulat (POC) diambil dari fotobioreaktor tiga kali selama kultur. Pengukuran DIC dilakukan dengan mengambil sekitar 250 ml sampel kultur fitoplankton dari fotobioreaktor lalu disaring dengan kertas saring Whatman. Hasil saringan yang berupa cairan (supernatan) diberi H 2 SO 4 sebanyak 14 tetes lalu di simpan dalam kulkas. Botol yang digunakan adalah botol kaca gelap dengan tutup berlapis teflon. Pada pengukuran POC, 250 ml sampel juga dimasukkan ke dalam botol gelap tanpa perlu disaring seperti pengukuran DIC. Kemudian sampel diberi 14

8 24 tetes H2SO4 dan disimpan dalam kulkas sebelum pengiriman ke Laboratorium Dinas Pekerjaan Umum Bina Marga, Pemerintah Propinsi Jawa Timur. Metode yang digunakan untuk mengukur DIC dan POC adalah SNI (detail metode ada pada Lampiran 8).