ISSN No. 1978-3787 Media Bina Ilmiah 7 AQUATIC PLANT TREATMENT TANAMAN PAKU AIR AZOLLA PINNATA TERHADAP PENURUNAN KADAR NITRAT DAN NITRIT PADA AIR LIMBAH INDUSTRI TAHU DI KELURAHAN KEKALIK KECAMATAN SEKARBELA NUSA TENGGARA BARAT Oleh : Yunan Jiwintarum, Zainal Fikri Politeknik Kesehatan Kementerian Kesehatan Mataram Jurusan Analis Kesehatan Mataram Abstrak : Limbah tahu merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya penurunan kualitas air, terutama karena produk yang dihasilkan dari limbah tahu yang merupakan hasil oksidasi bahan organik secara mikrobiologis menghasilkan zat kimia berbahaya seperti Nitrat dan Nitrit, seperti limbah tahu yang dihasilkan oleh Industri Tahu di daerah Kekalik Kota Mataram Nusa Tenggara Barat. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui potensi Aquatic Plant Treatment menggunakan tanaman paku air Azolla pinnata terhadap penurunan kadar Nitrat dan Nitrit pada air limbah industri tahu di Kelurahan Kekalik Kecamatan Sekarbela, Nusa Tenggara Barat. Jenis penelitian ini pra eksperiment dengan rancangan the one group pretest-postest design, jumlah sampel yang digunakan 15 industri tahu, variabel bebas tanaman paku air Azolla pinata dan variabel terikatnya kadar Nitrat dan Nitrit. Kadar rata rata nitrat sebelum (15.26 mg/l) dan setelah (6.46 mg/l) Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata, terdapat penurunan kadar nitrat sebesar 8.8 mg/dl (57.67 %) dan kadar rata rata nitrit sebelum (0.346 mg/l) dan setelah (0.046 mg/l) Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata. Terdapat penurunan kadar nitrit sebesar 0.3 mg/dl (86.7 %). Terdapat penurunan kadar amoniak sebelum dan setelah Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata, hal ini di buktikan dari hasil uji statistik Paired-T test probabilitas (0.000) < α (0.05). Kata Kunci : Azolla Pinnata, Nitrat, Nitrit, Air Limbah Industri Tahu PENDAHULUAN Air yang digunakan dalam kehidupan masyarakat harus memenuhi syarat kualitas kesehatan, baik dari segi sifat fisika, kimia dan mikrobiologis. Kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di alam. Adanya perkembangan industri dan pemukiman mengancam kelestarian air bersih. Bahkan di daerah daerah tertentu, air yang tersedia tidak memenuhi syarat kesehatan secara alam sehingga diperlukan upaya perbaikan secara sederhana menggunakan biota hayati sehingga mudah didapat masyarakat dan tidak menimbulkan efek lain yang justru dapat merusak lingkungan sekitar, seperti menggunakan bahan bahan kimia. Di Indonesia, penduduk yang masih tergantung pada air alam masih banyak tersebar di seluruh pelosok. Bahkan di antara mereka juga menggunakan air yang tidak berkualitas, seperti air sumur tidak terlindungi dan air sungai. Menurut data RISKESDAS tahun 2010 sumber utama air untuk keperluan rumah tangga di berbagai provinsi di Indonesia ada yang menggunakan sumur gali tak terlindungi, penampungan air hujan, dan air sungai/danau/irigasi. Menurut data RISKESDAS 2010 rumah tangga di provinsi NTB yang jenis sumber utama air untuk keperluan rumah tangga 15,4 % sumur gali tak terlindungi, 1,6 % mata air tak terlindungi dan 2,6 % menggunakan air sungai/danau/irigasi (Riskesdas,2010). Hal ini terpaksa mereka lakukan karena keterbatasan pengetahuan dan sarana penunjang penyediaan air bersih, teutama bagi masyarakat sekitar daerah industri, seperti industri tahu. Nusa Tenggara Barat (NTB) merupakan provinsi di beberapa daerahnya merupakan daerah industri tahu. Industri pembuatan tahu yang ada di NTB salah satunya adalah yang berada di Kelurahan Kekalik, Kecamatan Sekarbela, Kabupaten Kota Mataram, Propinsi Nusa Tenggara Barat. Industri tahu ini merupakan industri rumah tangga dan berlokasi ditengah-tengah pemukiman, sehingga apabila terjadi pencemaran dampaknya akan dirasakan langsung oleh masyarakat. Limbah tahu yang dihasilkan dari industri rumah tangga mengandung protein, karbohidrat yang merupakan zat yang mudah terfermentasi oleh bakteri air, hasil fermentasi dan perombakan limbah tahu cair oleh bakteri air menghasilkan senyawa senyawa kimia seperi amoniak, nitrit dan nitrat.
8 Media Bina Ilmiah ISSN No. 1978-3787 Senyawa senyawa ini menghasilkan bau yang menyengat. Limbah tahu yang dihasilkan dari industri tahu rumah tangga tersebut sebagian dibuang ke sungai Ancar, sebagian lagi dibuang melalui saluran air yang bermuara ke sungai Ancar yang perembesan limbahnya melalui sumber air tanah seperti air sumur gali. Sehingga memungkinkan terjadinya pencemaran air sumur gali dan air sungai disekitar pembuangan limbah tahu tersebut. Apabila air buangan limbah tahu ini dialirkan langsung ke saluran air atau sungai, tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu maka akan menurunkan kualitas air sumur gali dan air sungai, sehingga lama-kelamaan akan merusak air tersebut dan merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya penurunan kualitas air. Fenomena ini disebabkan karena produk yang dihasilkan dari limbah tahu yang merupakan hasil oksidasi bahan organik secara mikrobiologis menghasilkan zat kimia berbahaya seperti Nitrat dan Nitrit. Nitrat (NO 3 ) merupakan bentuk senyawa nitrogen yang merupakan senyawa yang stabil. Nitrat adalah salah satu unsur penting untuk sintesa protein hewan dan tumbuh tumbuhan Nitrat juga adalah salah satu jenis senyawa kimia yang sering ditemukan di alam, seperti dalam tanaman dan air. Sebenarnya nitrat tidak toksik terhadap manusia, namun komsumsi dalam jumlah yang berlebihan dan konsentrasi tinggi dapat menyebabkan keracunan, karena dengan bantuan bakteri usus nitrat akan direduksi menjadi nitrit yang 10 kali lebih toksik dari nitrat. Selanjutnya, ion nitrit diserap dalam darah, dan bila terjadi kontak dengan eritrosit, nitrit akan mengoksidasi Fe 2+ dalam haemoglobin (Hb) menjadi Fe 3+ membentuk methaemoglobin (MetHb). Kandungan MetHb dalam darah 30% - 40% dapat menimbulkan gejala klinis, dan bila kandungannya mencapai 80% - 90% akan menyebabkan kematian. Dosis letal dari nitrat pada orang dewasa adalah 4 30 gram. Dosis 2 9 gram dapat mengakibatkan methemoglobinemia, dengan dosis yang lebih kecil akan membahayakan neonatus karena langsung mengalami methemoglobinemia setelah minum air formula yang tinggi nitrat. Kadar nitrat yang tinggi dapat dijumpai pada air minum yang berasal dari sungai atau sumur yang dekat dengan lahan pertanian dan buangan limbah industri (Thompson B, 2004). Nitrit (NO 2 ) adalah ion organik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktifitas mikroba di tanah atau air menguraikan sampah dan limbah organik yang mengandung nitrogen organik pertama tama menjadi amoniak, kemudian dioksidasi menjadi nitrit. Nitrit dalam air merupakan pengurai biologik dari zat organik, sehingga disebut Volume 7, No. 3, Mei 2013 sebagai petunjuk pencemaran organik. Dalam air minum keberadaan nitrit memiliki dampak negatif seperti diare campur darah, koma, dan bila tidak ditolong akan meninggal. Keracunan kronis menyebabkan gangguan umum, sakit kepala, dan gangguan mental. Nitrit akan bereaksi dengan haemoglobin membentuk Methaemoglobin. Pada bayi jika terjadi methaemoglobinemia akan keracunan dan kekurangan oksigen maka muka tampak membiru. Efek lain nitrit dapat mengakibatkan penurunan tekanan darah karena efek vasodilatasi. Pada keracunan berat korban dapat tidak sadar, koma atau kejang dan kematian.disamping itu nitrit dapat juga menimbulkan nitrosamin pada air buangan limbah tertentu, nitrosamine tersebut merupakan zat karsinogen yang dapat menyebabkan kanker (Thompson B, 2004). Berdasarkan permasalahan tersebut perlu dilakukan suatu usaha untuk menurunkan parameter pencemar dan pengolahan secara fisik, kimia, dan biologi yaitu dengan memanfaatkan tanaman air. Tanaman air yang digunakan adalah paku air (Azolla pinnata). Paku air (Azolla pinnata) merupakan tumbuhan air yang tumbuh dengan baik di daerah tropis maupun sub tropis. Paku air dapat tumbuh di kolam, saluran air, maupun di areal pertanaman padi. Tumbuhan paku air ini mempunyai unsur hara, terutama nitrogen sangat tinggi. Oleh karena itu, pemanfaatan paku air sebagai produk organik akan menghemat penggunaan pupuk anorganik, disamping menjaga keseimbangan hara dalam air (Arifin,Z, 1996). Paku air hidup sekelompok mikroorganisme rhizosfera yang telah diketahui mampu menguraikan bahan-bahan organik yang ada didalam air buangan. Azolla pinnata akan menyerap hasil dekomposisi senyawa organik dalam limbah tahu yang didekomposisi oleh mikroorganisme dari protein berupa karbon, hidrogen, dan nitrogen melalui akar yang berguna bagi pertumbuhannya (Suriawiria, 1986). Penelitian yang dilakukan oleh Dewi (2007), Anabaena azollae masuk melalui bulu-bulu akar dan membentuk bintil pada bulu akar. Sangat sedikit diketahui bagaimana cara Anabaena azollae dan Azolla pinnata mengenal satu sama lain. Anabaena azollae diketahui berperan dalam memfiksasi nitrogen. Di dalam sel heterosis, Anabaena azollae mengandung enzim nitrogenase yang memfiksasi N 2 yang dihasilkan dari dekomposisi zat organik air buangan. Dengan enzim nitrogenase tersebut dapat mengubah nitrogen menjadi ammonia, sehingga dapat diangkut ke tumbuhan inang (Azolla pinnata). Proses ini mendekati proses nitrifikasi (pembentukan amonia dari dekomposisi protein), sehingga Azolla http://www.lpsdimataram.com
ISSN No. 1978-3787 Media Bina Ilmiah 9 pinnata juga dapat menyerap nitrat, dan menjadikan nitrogen tersedia untuk Azolla pinnata dan untuk semua anggota ekosistem. Meskipun Azolla pinnata dapat menyerap ammonia dan nitrat dari air dari proses dekomposisi oleh mikroorganisme lain, Azolla pinnata juga dapat menyerap ammonia yang dikeluarkan Anabaena azollae (sejenis mikroorganisme yang bersimbiosis pada bintil akar tanaman kacang- kacangan) dalam lubang/rongga daun. Dengan demikian pemanfaatan tanaman air pada pengolahan air buangan tahu diharapkan akan menambah jumlah dekomposer yang berperan dalam penguraian bahan-bahan organik didalamnya dan menyerap bahan bahan hasil oksidasi zat organik seperti Amoniak, Nitrat dan Nitrit, sehingga pencemaran kualitas air dapat turun sampai tingkat yang aman atau bahkan negatif. Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah mengetahui potensi Aquatic Plant Treatment menggunakan tanaman paku air Azolla pinnata terhadap penurunan kadar Nitrat dan Nitrit pada air limbah industri tahu di Kelurahan Kekalik Kecamatan Sekarbela, Nusa Tenggara Barat. Tujuan Khusus yang diinginkan adalah (1). mengukur kadar Nitrat dan Nitrit pada air limbah industri tahu di Kelurahan Kekalik Kecamatan Sekarbela, Nusa Tenggara Barat sebelum Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata; (2) Mengukur kadar Nitrat dan Nitrit pada air limbah industri tahu di Kelurahan Kekalik Kecamatan Sekarbela, Nusa Tenggara Barat setelah penambahan Aquatic Plant Treatment Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata. (3) Menganalisis potensi Aquatic Plant Treatment menggunakan tanaman paku air Azolla pinnata terhadap penurunan kadar Nitrat dan Nitrit pada air limbah industri tahu di Kelurahan Kekalik Kecamatan Sekarbela, Nusa Tenggara Barat METODE PENELITIAN Penelitian ini merupakan penelitian pra eksperiment di laboratorium, dengan menggunakan rancangan The One Group Pretest-Posttest Design. Sampel penelitian ini adalah limbah tahu cair yang berasal dari industri tahu didaerah disekitar industri Tahu di Kelurahan Kekalik, Kecamatan Sekarbela, Kabupaten Kota Mataram, Provinsi Nusa Tenggara Barat. Besar sampel dalam penelitian ini menggunakan 15 sampel limbah tahu cair (jumlah ini berdasarkan hasil studi pendahuluan bahwa limbah tahu cair dari industri tahu yang bersedia diambil limbahnya adalah 15 rumah produksi), dari 56 industri tahu. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Pengukuran kadar Nitrat dan Nitrit sebelum dan setelah penambahan Aquatic Plant Treatment Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata. Pengukuran kadar Nitrat dan Nitrit pada limbah tahu cair sebelum dan setelah penambahan Aquatic Air Azolla pinnata adalah seperti terlihat pada tabel 3.1. Tabel 1. Hasil pengukuran kadar Amoniak, Nitrat dan Nitrit sebelum dan setelah Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata Kadar Nitrat Kadar Nitrit (mg/l) Kode (mg/l) Sebelum Setelah Sebelum Setelah A1 16 8 0.4 0.1 A2 14 5 0.3 0.2 A3 16 7 0.4 0.0 A4 12 4 0.2 0.0 A5 15 5 0.4 0.0 A6 14 5 0.4 0.0 A7 14 5 0.3 0.0 A8 14 9 0.2 0.0 A9 18 9 0.5 0.0 A10 16 7 0.3 0.0 A11 17 6 0.4 0.1 A12 14 7 0.2 0.0 A13 18 9 0.4 0.1 A14 15 6 0.4 0.1 A15 16 5 0.4 0.1 TOTAL 229 97 5.2 0.7 RATA - RATA 15.26 6.46 0.346 0.046 b. Potensi Aquatic Plant Treatment menggunakan tanaman paku air Azolla pinnata terhadap penurunan kadar Nitrat dan Nitrit pada air limbah industri tahu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata rata terdapat penurunan kadar nitrat dan nitrit pada limbah cair tahu sebelum sebelum dan setelah Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata. Kadar rata rata nitrat sebelum (15.26 mg/l) dan setelah (6.46 mg/l) penambahan Aquatic Plant Treatment Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata, terdapat penurunan kadar nitrat sebesar 8.8 mg/dl (57.67 %) dan kadar rata rata nitrit sebelum (0.346 mg/l) dan setelah (0.046 mg/l) penambahan Aquatic Plant Treatment Menggunakan Tanaman
10 Media Bina Ilmiah ISSN No. 1978-3787 Paku Air Azolla pinnata. Analisa statistik menggunakan Paired-T test menunjukkan terdapat penurunan kadar nitrat dan nitrit sebelum dan setelah Menggunakan Tanaman Paku Air Azolla pinnata (0.000) < α (0.05). Kemampuan Aquatic Plant Treatment menggunakan tanaman paku air Azolla pinnata disebabkan karena Azolla pinnata akan menyerap hasil dekomposisi senyawa organik dalam limbah tahu yang didekomposisi oleh mikroorganisme dari protein berupa karbon, hidrogen, dan nitrogen melalui akar yang berguna bagi pertumbuhannya sehingga meningkatkan kadar oksigen terlarut yang secara tidak langsung dapat menurunkan BOD. Menurut Wardhana (2004), karbon bereaksi dengan oksigen membentuk karbondioksida yang kemudian diserap oleh tanaman. Dengan penyerapan tersebut membuat tanaman melakukan fotosintesis berakibat pada peningkatan kadar oksigen terlarut dalam air. Hal ini disebabkan oleh masuknya oksigen dari hasil fotosintesis ke dalam air. Nitrogen juga merupakan unsur hara yang berguna bagi pertumbuhan tanaman. Azolla pinnata diketahui bersimbiosis dengan Endofitik cyanobacteria yang lebih dikenal dengan nama Anabaena azollae dan terdapat didalam rongga daun Azolla pinnata. Di dalam rongga daun terdapat rambut-rambut epidermal yang berfungsi untuk proses metabolisme Azolla pinnata dengan Anabaena azollae. Anabaena azollae mempunyai dua macam sel, yaitu sel vegetatif dan sel heterosis (Arifin, 1996). Anabaena azollae diketahui berperan dalam memfiksasi nitrogen. Di dalam sel heterosis, Anabaena azollae mengandung enzim nitrogenase yang memfiksasi N 2 udara yang dihasilkan dari dekomposisi zat organik air buangan. Dengan enzim nitrogenase tersebut dapat mengubah nitrogen menjadi ammonia, sehingga dapat diangkut ke tumbuhan inang (Azolla pinnata). Proses ini mendekati proses nitrifikasi (pembentukan amonia dari dekomposisi protein), sehingga Azolla pinnata juga dapat menyerap nitrat, dan menjadikan nitrogen tersedia untuk Azolla pinnata dan untuk semua anggota ekosistem. Meskipun Azolla pinnata dapat menyerap ammonia dan nitrat dari air dari proses dekomposisi oleh mikroorganisme lain, Azolla pinnata juga dapat menyerap ammonia yang dikeluarkan Anabaena azollae dalam lubang/rongga daun. PENUTUP a. Simpulan 1. Kadar rata rata nitrat sebelum (15.26 mg/l) dan setelah (6.46 mg/l) penambahan Aquatic Volume 7, No. 3, Mei 2013 Air Azolla pinnata, terdapat penurunan kadar nitrat sebesar 8.8 mg/dl (57.67 %) dan kadar rata rata nitrit sebelum (0.346 mg/l) dan setelah (0.046 mg/l) penambahan Aquatic Air Azolla pinnata. Terdapat penurunan kadar nitrit sebesar 0.3 mg/dl (86.7 %). 2. Terdapat penurunan kadar nitrat dan nitrit sebelum dan setelah penambahan Aquatic Air Azolla pinnata b. Saran Pentingnya pemanfaatan air tanah bagi penduduk untuk kebutuhan sehari-hari, maka sanitasi air limbah khususnya limbah tahu perlu dikelola dengan baik supaya tidak menimbulkan pencemaran terhadap air tanah 1. Penelitian lanjutan dengan tanaman Azolla pinnata pada ukuran yang lebih kecil atau yang lebih muda, diperkirakan dapat menyerap bahan organik yang terdapat pada limbah cair tahu lebih banyak lagi dan masa hidupnya akan lebih lama. 2. Untuk pengolahan limbah cair tahu dengan tanaman Azolla pinnata dengan membuat kolam stabilisasi dengan ukuran kolam dan kepadatan Azolla pinnata yang sesuai dengan volume limbah yang dihasilkan. DAFTAR PUSTAKA Agung B.M,2010. Kajian penggunaan tanaman azolla pinnata Sebagai aquatic plant treatmentpada limbah industri tahu terhadap kualitas air di kelurahan kekalik jaya, kec. Sekarbela,nusa tenggara barat,skripsi. Alaerts, G dan Santika S. S., 1987, Metoda Penelitian Air, Usaha Nasional, Surabaya. Arifin, Z., 1996, Pembudidayaan dan Pemanfaatan Azolla, Penebar, Jakarta. Chatib, B., 1988, Pengelolaan Air Limbah, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Dewi, I. R., 2007, Fiksasi N Biologis Pada Ekosistem Tropis, Tugas Makalah, Universitas Padjajaran, Bandung. Kemas Ali Hanafiah, 2010. Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi. Rajawali Pers. Jakarta. http://www.lpsdimataram.com
ISSN No. 1978-3787 Media Bina Ilmiah 11 Kuesnaedi,2006. Mengolah Air Gambut Dan Air Kotor Untuk Air Minum.Penebar Swadaya.Depok. Lamina, 1989, Kedelai Dan Pengembangannya, Simplex, Jakarta. Mahida, 1984, Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri, Rajawali, Jakarta. Novel, Asngad A., dan Anif S., 1997, Pengolahan Limbah Tahu Cair Secara Biologi di Desa Plesan Kabupaten Sukoharjo, Lembaga Penelitian Unversitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta. Potter, C., Soepardi M., dan Gani A., 1994, Limbah Cair Berbagai Industri di Indonesia Serta Sumber Pengendalian Dan Baku Mutu, EMDI- Bapedal, Surakarta. Riskesdas,2010. Badan Penelitian Dan Pengembangan Kesehatan Kementerian Kesehatan R.I.Jakarta. Sugiharto, 1987, Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah, UI Press, Jakarta. Thompson B, Nitrates And Nitrites Dietary Exposure and Risk Assessment. Institut Of Environmenal Science & Research Limited. New Zaeland 2004. Tjitrosoepomo, G., 1991, Taksonomi Tumbuhan, Gajah Mada Press, Yogyakarta. Wardhana W. A., 2004, Dampak Pencemaran Lingkungan, Andi Offset, Yogyakarta. Winarno, F. G., 1993, Pangan : Gizi, Teknologi, Dan Konsumen, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.