II. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 II. METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di Suwung Kauh Denpasar Bali (Gambar 1.) yang dilaksanakan dari bulan Desember 2009 sampai dengan Maret Analisis sampel dilakukan di Laboratorium Analitik Universitas Udayana Bahan Dan Alat Penelitian Tabel 1. Bahan dan Alat yang digunakan dalam penelitian No Bahan/Alat Kegunaan Satuan/Keterangan BAHAN 1 Air limbah doestik IPAL Bahan analisis 2 liter air limbah Suwung. 2 Asam Sulfat (H2SO4) Mengawetkan sampel air limbah dan menurunkan ph 1 ml asam sulfat (H2SO4) pekat ke dalam Air sampel yang baru diambil dari IPAL Suwung sebanyak 300 ml 3 Es Batu Untuk pendingin Pendingin sampel air limbah dalam perjalanan ke laboratorium 4 Aquadest Untuk membersihkan - elektroda pada ph-meter ALAT 5 Water sampler Untuk pengambilan air - limbah domestik 6 Box sampel Untuk tempat sampel yang - akan dibawa kelaboratorium 7 Jerigen ukuran 2 liter Untuk wadah air limbah domestik yang di analisis di - laboratorium Analitik Udayana 8 ph meter Untuk pengukuran ph, - 9 Termometer Untuk pengukuran suhu - 10 Camera digital Untuk dokumentasi - gambar. 3

2 BALI ISLAND DENPASAR SEMINYAK LEGIAN SANUR SANUR BEACH LA N D KUTA BEACH SE R AN G AN IS KUTA LEGEND SEWER PIPE FORCE MAIN BOUNDARY OF SEWERAGE SERVICE AREA WASTEWATER TREATMENT PLANT PUMPING STATION Phase I : On-going Area BENOA BAY Phase II : Urgent Area In JICA M/P Phase II Area in JICA M/P Phase III : Future Expansion Area 8o 42 44,94 S 115o 11 35,10 E Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian ( Sumber : Anonim, 2007) Keterangan : SAWER PIPE FORCE MAIN BOUNDARY OF SEWERAGE SERVICE AREA WWTP WASTEWATER TREATMENT PLANT P PUMPING STATION Phase I : On going area Phase II :Urgent Area In JICA M/P Phase II : Area In JICA M/P Phase III : Fulura Expansion Area 4

3 2.3. Tehnik Pengambilan Sampel Tehnik pengambilan sampel air di Instalansi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Suwung Denpasar Bali dilakukan dengan sistem purposive sampling artinya pengambilan sampel dilakukan pada 5 stasiun yaitu saluran air limbah (Manhole/MH), bak penampung (receiving tank/rt), kolam aerasi (aerated lagoon/al), kolam pengendapan (sedimentation pond/sp) dan badan air (effluent/ef). Pada masing masing lokasi, sampel diambil sebanyak tiga kali ( pada bagian permukaan, tengah dan bawah ) kemudian dikomposit menjadi satu. Pengambilan sampel dilakukan sebanyak tiga kali yaitu pada 29 Desember 2009, 7 dan 13 Januari. Denah lokasi pengambilan sampel air limbah IPAL Suwung dan sistem pengolahan air limbah IPAL Suwung disajikan pada Gambar 2 dan 3. 5

4 Mh Rt Al Sp Ef Ef Gambar 2. Denah Lokasi Pengambilan Sampel di IPAL Suwung (Sumber : Anonim, 2007) Keterangan : Mh Rt Al Sp Ef : Tempat pengambilan sampel pada Manhole/Influent : Tempat pengambilan sampel pada Receiving Tank : Tempat pengambilan sampel pada Aerated Lagoon : Tempat pengambilan sampel pada Sedimentation Pond : Tempat pengambilan sampel pada Effluent Skala 1 :

5 Gambar 3. Sistem pengolahan air limbah domestik pada IPAL Suwung ( Sumber : Anonim, 2007 ) Keterangan : 1 Saluran pipa air limbah domestik Denpasar 2 Saluran pipa air limbah domestik Sanur 3 Saluran pipa air limbah domestik Kuta 4 Saluran limbah yang menuju ke IPAL (Manhole/Influent) 5 Bar screen, untuk menyaring benda kasar 6 Rumah Pompa (Pumping station) 7 Bak Penampung (Receiving Tank) 8 Kolam aerasi 1 (Aerated Lagoon 1) 9 Kolam aerasi 2 (Aerated Lagoon 2) Volume Aerated Lagoon 1 = m3 Volume Aerated Lagoon 2 = m3 Kedalaman efektif 4 m Waktu tinggal 2 hari Jumlah Aerator total 11 unit pada kedua kolam 10 Kolam pengendapan1 (Sedimentation Pond 1) 11 Kolam pengendapan2 (Sedimentation Pond 2) Volume Sedimentation Pond 1 = m3 Volume Sedimentation Pond 2 = m3 Kedalaman 1,7 m ditambah ruang lumpur 0,7m Waktu tinggal sekitar 16 jam 12 effluent (Badan Air yang menuju ke sungai) 7

6 2.4. Metode Pemeriksaan Sampel Analisis kualitas air dilakukan dengan dua cara yaitu : 1. Pengukuran parameter secara in situ yaitu pengukuran yang dilakukan langsung di lokasi pengambilan sampel dan parameter air yang sifatnya cepat berubah sehingga harus segera dilakukan pada saat itu juga. Parameter tersebut adalah ph, temperatur, bau dan warna (Dahuri dan Damar, 1994). 2. Pengukuran parameter secara laboratorium yang senyawanya di dalam air bias bertahan dalam waktu 2 x 24 jam dengan menggunakan pendingin (Dahuni dan Damar, 1994). Pengukuran dilakukan di Laboratorium Analitik Universitas Udanyana untuk parameter DO, BOD5, COD, TDS, amoniak, nitrat, nitrit minyak dan lemak (Dahuri dan Damar, 1994). Pengukuran kualitas air limbah menggunakan metode yang sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) Tahun Sebagaimana disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Parameter Kualitas Air, Metode dan Peralatan yang Digunakan No Parameter Satuan Metode Analisis Peralatan A. FISIKA 1 Temperatur o C Pemuaian Termometer (Termometrik) 2 Bau - Organoleptis - 3 Warna - Organoleptis - 4 Total Dissolved Solid (TDS) mg/l Pengendapan (Gravimetri) Timbangan analitik B. KIMIA 1 ph - Potensiometri ph meter 2 DO mg/l Titrimetri Buret 3 BOD5 mg/l Titrimetri Buret 4 COD mg/l Titrimetri Buret 5 Nitrit (NO2) mg/l Asam Sulfanilat Spektrofotometer 6 Nitrat (NO3) mg/l Brusin Spektrofotometer 7 Amoniak (NH3) mg/l Nessler Spektrofotometer 8 Minyak mg/l Exstrasi Timbangan analitik Sumber : Peraturan Gubernur Bali No.8 tahun

7 a TDS (Total Dissolved Solid) Wadah pengukuran TDS dilapisi aluminium foil dan dioven selama satu jam pada suhu 70 o C, kemudian wadah ditimbang (A). Diambil sampel 10 ml untuk disaring dengan membran filter. Air sampel yang disaring ditempatkan pada wadah TDS yang telah mengering dengan timbangan analitik (B) (Dahuri dan Damar, 1994). Perhitungan : Zat Padat Terlarut (mg/l) = B A. 1000ppm x 1000ppm Jml sampel b DO (Oksigen Terlarut) c Analisis DO dilakukan dengan metode Winkler. Pengikatan DO juga dilakukan di lapangan untuk menghindari perubahan oksigen pada saat pengukuran. Pengikatan ini dilakukan dengan cara penambahan 1 ml mangan sulfat (MnSO4), 1 ml KOH-KI, dan 1 ml asam sulfat (H2SO4) pekat ke dalam air sampel yang baru diambil dari IPAL Suwung sebanyak 300 ml, kemudian ditutup dan kocok hingga merata. sampel tersebut dititrasi di laboratorium dengan Na-tiosulfat dengan indikator amillum sampai warna biru hilang (Saeni dan Darusman, 1989). Perhitungan : ml titrasi yang digunakan = mg/l DO. BOD5 (Biology Oxygen Demand) Analisis BOD5 dilakukan dengan cara sampel dibagi menjadi dua bagian, sampel pertama dianalisis untuk penentuan kandungan DO hari ke-0. Sampel yang kedua diinkubasi pada botol gelap selama lima hari dalam suhu 20 o C dan tempat tertutup. Pada hari kelima diukur kembali kandungan DOnya. Cara perhitungan ((DO hari ke-0) (DO hari ke-5)) x Pengenceran (Saeni dan Darusman, 1998). d COD (Chemical Oxygen Demand) Analisis air sampel secara eksitu dilakukan dengan metode titrimetrik. Dimasukkan air sampel sebanyak 20 ml dengan pipet ukur ke dalam Erlenmeyer yang ditambahkan K2Cr2O7 10 ml, 25 ml AgSO4 serta batu didih hingga berwarna kuning. kemudian dipanaskan pada reflaktor selama 90 menit, didinginkan. Hasil tersebut akan dititrasi dengan standarisasi larutan fero 9

8 amonium sulfat dengan indikator feroin sebayak 2-5 tetes hingga terjadi perubahan warnan dari biru kehijauan menjadi merah bata (Saeni dan Darusman, 1998). Perhitungan : (A - B) x C x 8000 mg/l COD ml air sampel e f Keterangan : Nitrat A = ml ferro ammonium sulfat untuk blangko. B = ml ferro ammonium sulfat untuk contoh sampel. C = normalitas ferro ammonium sulfat. Analisis nitrat dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometer dengan panjang gelombang 410 nm. Selanjutnya dihidupkan alat spektrofotometer dengan menekan tombol on. Dimasukkan blangko (air murni) dengan cara mengisi tabung kuvet (wadah untuk blangko pada alat spktrofometer) sampai penuh pada alat spektrofotometer yang nantinya untuk kalibrasi alat tersebut. Baru kemudian sampel dimasukkan ke alat spektrofotometer dan dibaca seberapa besar konsentrasi nitratnya (Saeni dan Darusman, 1998). Perhitungan : Mg/L Nitrat = Absorbansi Sampel X Konsentrasi Standar Absorbansi Standar Nitrit Metode yang digunakan dalam analisis Nitrit adalah spektrofotometer. Pertama dengan malakukan pengukuran blanco dengan aquades dan pengukuran air sampel, kemudian ukur absorbansinya dengan panjang gelombang 543 nm (Saeni dan Darusman, 1998). Perhitungan : Mg/L Nitrit = Absorbansi Sampel X Konsentrasi Standar Absorbansi Standar 10

9 g Amoniak Metode yang digunakan dalam analisis Amoniak adalah metose Nessler. Pertama 5 ml masing masing air sampel yang telah disaring dimasukan ke dalam tabung sampel, 5 ml standar Anoniak dan 5 ml blanko masukan kedalam tabung, setelah itu pada masing masing tabung ditambahkan 1 ml larutan Nessler. Bila ada endapan disentrifius diamkan selama 7 menit agar larutan sempurna dan dibaca pada spektrofotometri dengan panjang gelombang 410nm (Saeni dan Darusman, 1998). Perhitungan : Amoniak (mg/l) = Absorbansi Sampel X Konsentrasi Standar Absorbansi Standar h Minyak dan Lemak Metode yang digunakan dalam analisis ini adalah metode Ekstrasi yaitu prosedur kerjanya Oven beaker selama 2-3 jam atau hingga benar-benar kering. Setelah itu angkat menggunakan pinset lalu timbang beker tersebut dan catat berapa beratnya (A). Saring sempel limbah domestik sebanyak 100 ml. Masukan 3 ml Petroleumbenzim (Petroleum spirit benzine de petrole). Kocok selama 2 menit. Pisahkan pada tabung pemisah (Keluarkan airnya, minyaknya dipindahkan ke dalam Beaker). Keringkan dalam oven selama 1 hari. Setelah kering beaker ditimbang kembali (B) (Saeni dan Darusman, 1998). Perhitungan : B A x ppm 250ml 11

10 2.5. Analisis Data Untuk mengetahui efektif atau tidak efektifnya sistem pengolahan air limbah IPAL suwung, berdasarkan sifat fisik dan kimia menggunakan metode analisis sebagai berikut : 1. Analisis kecenderungan (treuds), adalah nilai nilai yang diharapkan terjadi pada setiap tahap tahap proses pengolahan air limbah (IPAL) suwung dalam ukuran (% perbaikan). 2. Metode Analisis deskriptif conperatif artinya hasil penelitian nilai nilai parameter air limbah yang dibandingkan dengan standar Baku Mutu Air Limbah Domestik, Peraturan Gubenur Bali No 8 Tahun Tentang Baku Mutu Lingkungan Hidup dan Kriteria Baku Kerusakan Lingkungan Hidup. 3. Metode pengelompokan tingkat cemar dengan metode STORET merupakan salah satu metode untuk menentukan status mutu air limbah yang umum digunakan dan mengacu pada Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 115 Tahun Dengan metode STORET ini dapat diketahui kriteria status mutu air limbah. Secara prinsip metode STORET adalah metode yang mengukur kualitas perairan dengan cara membandingkan nilai maksimum dan minimum dari suatu perairan dengan mengambil sampel minimal sebanyak dua kali pada rentang waktu yang berbeda. Sehingga dapat ditentukan baku mutu air yang disesuaikan dengan peruntukkannya guna menentukan status mutu air. Dilakukan dengan langkah langkah sebagai berikut : 1. Melakukan pengumpulan data kualitas air dan debit air secara periodik sehingga membentuk data dari waktu ke waktu (time series data). 2. Membandingkan data hasil pengukuran dari masing masing parameter air dengan nilai baku mutu yang sesuai dengan kelas air. 3. Jika hasil pengukuran memenuhi nilai baku mutu air ( hasil pengukuran baku mutu) maka diberi skor jika hasil pengukuran tidak memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran > baku mutu), maka diberi skor : 12

11 Tabel 3. Penentuan sistem nilai untuk menentukan status mutu air Jumlah Nilai Contoh 1) <10 Maksimum Minimum Rata rata 10 Maksimum Minimum Rata rata Sumber : Canter (1977) Parameter Fisik Kimia Biologi Catatan : 1) jumlah parameter yang digunakan untuk penentuan status mutu air Jumlah negatif dari seluruh parameter dihitung dan ditentukan status mutunya dari jumlah skor yang didapat dengan menggunakan sistem nilai. Cara untuk menentukan status mutu air adalah dengan menggunakan sistem nilai dari US-EPA (Environmental Protection Agency) dengan mengklasifikasikan mutu air dalam empat kelas, yaitu : Kelas A : baik sekali, skor = 0 memenuhi baku mutu Kelas B : baik, skor = -1 s/d 10 cemar ringan Kelas C : sedang, skor = -11 s/d -30 cemar sedang Kelas D : buruk, skor = -31 cemar berat (Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 115 Tahun 2003). Penentuan status mutu air dengan menggunakan metode STORET 13