Oleh: Afina Kibtiyah Hidayati 3307 100 026 Dosen Pembimbing: IDAA. Warma Dewanti, S.T., M.T., Ph.D
Latar Belakang Intrusi Air Laut pada Lokasi TPA Benowo Lindi TPA Benowo memiliki salinitas tinggi 6552 mg/l Pengolahan secara biologis tidak berjalan dengan optimal Solusi Menurunkan kadar salinitas Fitoremediasi dengan tanaman eceng gondok Eceng gondok mampu menyerap salinitas pada lindi Peningkatan efisiensi IPAL TPA Benowo
Rumusan Masalah Berapa besar kemampuaneceng gondok dalam menurunkan salinitas pada lindi TPA Benowo? Berapakah persen luas tutupan eceng gondok yang efisien untuk mereduksi salinitas? Bagaimana pengaruh salinitas terhadap kemampuan eceng gondok dalam menyerap nutrisi yang terkandung di dalam lindi? Tujuan Penelitian Mengidentifikasi kemampuan eceng gondok dalam menyisihkan salinitas pada lindi TPA Benowo. Mengidentifikasi persen luas tutupan eceng gondok yang efektif untuk mereduksi salinitas Mengidentifikasi pengaruh salinitas terhadap kemampuan eceng gondok dalam menyerap nutrient dalam lindi.
Ruang Lingkup Penelitiandilakukan dalam skala laboratorium Sampel lindi yang digunakan dari kolam pengumpul lindi TPA Benowo Surabaya. Jenis tanaman yang digunakan adalah eceng gondok (Eichornia crassipes). Dilakukan penelitian pendahuluan yaitu aklimatisasi eceng gondok dan range finding test Variasi yang dilakukan adalah konsentrasi salinitas dan luas tutupan eceng gondok Analisis parameter penelitian meliputi salinitas, COD, ammonium, fosfat, dan ph Lama waktu pengamatan dilakukan selama 10 hari dengan analisis setiap dua hari sekali
Manfaat Penelitian Memperoleh rekomendasi untukpenanganan masalah salinitas lindi pada TPA Benowo. Memanfaatkan tanaman eceng gondok yang dianggap sebagai gulma menjadi tanaman yang dapat mereduksi salinitas.
Tinjauan Pustaka
Karakteristik Lindi Lindi adalah cairan yang mengalami perkolasi melalui tumpukan sampah dan mengandungmateri tersuspensi, bahan terlarut, dan terekstraksi. (USEPA, 2005) Komposisi landfill baru dan landfill lama Parameter COD (Chemical Oxygen Demand) Organik Nitrogen Ammonia Nilai, mg/l * Landfill Baru (Kurang dari 2 tahun) Landfill Tua (Lebih dari Range Tipikal 10 tahun) 3.000-60.000 1800 100-500 10-800 200 80-120 10-800 200 20-40 Nitrogen Nitrat 5-40 25 5-10 Total Fosfat 5-100 30 5-10 ph 4,5-7,5 6 6,6-7,5 Klorida 200-250 500 100-400 (Damanhuri, 1993) Karakteristik Tipikal pada Air Limbah Konsentrasi (mg/l) Low High Medium Streng Stren Strength th gth TSS 120 210 400 Parameter COD 250 430 800 Ammonium 12 25 45 Fosfat 4 7 12 Klorida 30 50 90 (Metcalf dan Eddy, 2004)
Eceng Gondok Daun Batang Stolon Bunga Akar/rizoma Berkembang biak secara vegetatif melalui stolon Berkembang biak secara generatif dengan adanya bunga Mampu memperbanyak diri dalam waktu 11 18 hari. Bulu akar eceng gondok menyerap materi organik dengan membentuk lapisan biofilm Akarnya media tumbuh yang baik bagi bakteri untuk menstabilkan air limbah. Dapat hidup optimal pada ph 4,5 7
Pengolahan Lindi dengan Eceng Gondok Lindi pada IPAL sukar terurai dan mengandung salinitas Akar eceng gondok sebagai media tumbuh mikroorganisme dan menghasilkan eksudat Lindi mudah diuraikan oleh mikroorganisme
FITOPROSES ZAT CAIR 6.Fitovolatilisasi 5. Fitodegradasi 8.Vegetasi saat air hujan 4. Fitoekstraksi 1. Fito stabilisasi 3. Rizodegradasi 2.Rizofilrasi 7.Kontrol Hidrolik air tanah
Hubungan Klorida dan Salinitas Salinitas adalah jumlah berat garam anorganik yang terlarut dalam 1 kg air dalam kondisi semua karbonat telah dikonversi menjadi oksida, semua bromine dan iodine digantikan sebagai klorin dan semua zat teroksidasi sempurna (Mangkoedihardjo, 2005) Klasifikasi Salinitas Menurut APHA (2005) : S = 1,80655 x Cl Keterangan : S : Salinitas (mg/l) Cl : Klorida (mg/l) Jenis air Katagori Salinitas (mg/l) Air Tawar Fresh water < 500 Oligohaline 500 5000 Air Payau Mesohaline 5000 18000 Polyhaline 18000 30000 Mixoeuhaline > ±30000 Air Laut Mixohaline (±40000) ±30000 - ± 500 Euhaline ± 40000 - ± 30000 (Bolduc, 2002) Hyperhaline > ± 40000
Perhitungan Persen Tutupan Daun Luas tutupan daun merupakan permukaan air yang tertutupi oleh daun pada permukaan media tanam. Luas tutupan daun ditentukan melalui konversi kerapatan daun terhadap persen tutupan Persen luas tutupan daun menururut Rachmawati (2008) : Kerapatan = Persen tutupan =
Studi Pendahuluan Pemanfaatan Eceng Gondok Tabel Produksi Eceng gondok terhadap variasi salinitas Tangki Salinitas (g/l) Produksi (gd.wt m -2 day -1 ) 1 2.1 ± 0.1 4.2 2 2.9 ± 0.1 2.5 3 4.1 ± 0.2 1.1 4 5.9 ± 0.4 0 5 9.3 ± 0.7 0 6 13.7 ± 0.7 0 Stage 2 4 2.8 ± 0.1 0.7 5 2.8 ± 0.1 0 6 2.9 ± 0.1 0 In situ 2.9 ± 1.1 6.2 (Sumber : De Casabianca,1995) Penfound dan Earle (1948),tanaman toksik terhadap salinitas 2 g/l. Zhenbin et al (1990),tanaman toksik terhadap salinitas 3 g/l. De Casabianca(1995), tanaman toksik terhadap salinitas 4 g/l
Metodologi Penelitian
Skema Kerangka Penelitian Kajian Pustaka dan Identifikasi Masalah Realitas: Kandungan salinitas pada lindi TPA benowo tergolong tinggi. Tidak ada pengolahan terhadap salinitas Mikroorganisme tidak berkembang baik pada kondisi salin Berapa besar kemampuan ceng gondok dalam menurunkan salinitas pada lindi TPA Benowo Berapakah persen luas tutupan eceng gondok yang efisien untuk mereduksi salinitas Latar Belakang GAP Bagaimana pengaruh salinitas terhadap kemampuan eceng gondok dalam menyerap nutrisi yang terkandung di dalam lindi Kajian Pustaka: Kualitas Lindi Salinitas Fitoremediasi Eceng gondok Pengolahan air limbah Tujuan 1: Mengidentifikasi kemampuan eceng gondok dalam menyisihkan salinitas pada lindi TPA Benowo. Tujuan 2 : Mengidentifikasi persen luas tutupan eceng gondok yang efektif untuk mereduksi salinitas Tujuan 3 : Mengidentifikasi pengaruh salinitas terhadap kemampuan aceng gondok dalam menyerap nutrient dalam lindi Analisa Data Kualitas lindi TPA Benowo Efisiensi salinitas oleh eceng gondok Hasil 1: Memperoleh batasan konsentrasi maksimum yang ditoleransi eceng gondok Hasil 2: Mengetahui nilai efisiensi yang dihasilkan eceng gondok dalam mereduksi salinitas. Hasil 2: Mengetahui luas tutupan eceng gondok efektif untuk mereduksi salinitas Mencari nilai salinitas yang sesuai untuk dijadikan variabel penelitian Perlakuan sampel lindi dengan menggunakan eceng gondok KESIMPULAN Pengumpulan Data Analisis Data Pembahasan dan Kesimpulan
Tahapan Penelitian Analisis Parameter Lindi Awal Penelitian Pendahuluan Aklimatisasi selama 6 hari Range Finding Test Uji Efektifitas Eceng Gondok untuk Pengolahan Lindi Variasi Luas tutupan Variasi Konsentrasi salinitas Analisis Parameter salinitas, ammonium, fosfat, COD, ph Analisis dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran
Persiapan Penelitian Dimensi Reaktor Alat : -Reaktor dengan volume 45 Liter -Peralatan laboratorium Bahan : -Eceng Gondok -Lindi TPA Benowo -Air PDAM sebagai pengencer lindi - Bahan kimia untuk kebutuhan analisis
Analisis dan Pembahasan Hasil Analisis Karakteristik Lindi TPA Benowo Parameter Nilai Salinitas 6552 mg/l Klorida 3626 mg/l ph 8,21 Fosfat 20,84 mg/l Amonium 718 mg/l COD 2400 mg/l Mesohaline (range 5000 mg/l 18000 mg/l) Landfill muda (Damanhuri, 1996) Kolam Pengumpul Lindi
AKLIMATISASI ECENG GONDOK Habitat eceng gondok Tujuan : untuk mengatur kondisi tanaman agar dapat beradaptasi dengan kondisi limbah yang akan diolah Komposisi : 20% lindi dan 80% air PDAM Lindi diencerkan 15 kali, diperoleh salinitas sebesar 361 mg/l Berlangsung selama 6 hari Parameter pertumbuhan fisik yaitu berat tanaman dan jumlah daun Hasil Aklimatisasi
Lanjutan Aklimatisasi Pertambahan Berat Eceng Gondok saat Aklimatisasi Berat Tanaman (gram) HARI Tanaman ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 90 58 68 100 58 81 72 98 86 98 3 92 60 70 112 66 84 76 100 88 102 6 102 62 76 120 80 92 92 118 90 112 Pertambahan 12 4 8 20 22 11 20 20 4 14 Kemampuan menyerapair Pertambahan Berat tanaman Pertambahan ukuran tananaman
Range Finding Test Tujuan : untuk mengetahui batas ketahanan eceng gondok terhadap salinitas Konsentrasi Salinitas 1961 mg/l 2536 mg/l 3805 mg/l 4861 mg/l Oligohaline (Bolduc, 2002) Hari Pertumbuhan Eceng Gondok pada Tahap Range Finding Test Salinitas 1961 mg/l Salinitas 2536 mg/l Salinitas 3805 mg/l Salinitas 4861 mg/l 0 Segar Segar Segar Segar 1 Segar Segar Segar Layu 2 Segar Segar Layu Layu 3 Segar Segar Layu Mati 4 Segar Segar Mati Mati 5 Segar Segar Mati Mati 6 Segar Segar Mati Mati
Hasil Analisis Parameter pada Range Finding Test Analisis Salinitas Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Hari 1 2 3 4 mg/l mg/l mg/l mg/l 0 1961 2536 3805 4861 2 1680 2237 3670 4733 4 1457 2144 3420 4609 6 1375 2128 3420 4609 Analisis Ammonium Hari Reaktor 1 Reaktor 2 Reaktor 3 Reaktor 4 mg/l mg/l mg/l mg/l 0 280 293 264 297 2 265 265 257 288 4 245 231 231 278 6 193 217 272 310
Lanjutan Analisis Parameter pada Range Finding Test Analisis Fosfat Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Hari 1 2 3 4 mg/l mg/l mg/l mg/l 0 15,4 12,5 14,0 15,4 2 12,2 11,4 13,0 13,5 4 7,2 9,4 12,5 13,7 6 6,4 7,1 14,8 15,6 Analisis COD Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Hari 1 2 3 4 mg/l mg/l mg/l mg/l 0 1504 1470 1128 1502 2 1128 1137 982 1460 4 1025 895 972 1500 6 900 814 1200 1550
Hasil Range Finding Test : Konsentrasi Salinitas pada Rage Finding Test : 1961 mg/l - 2536 mg/l Salinitas 671 mg/l Salinitas 1917 mg/l Salinitas 2205 mg/l Salinitas 2386 mg/l Oligohaline
Penyerapan Salinitas oleh Eceng Gondok Analisis pada Konsentrasi Salinitas 671 mg/l Analisis pada Konsentrasi Salinitas 1917 mg/l Analisis pada Konsentrasi Salinitas 2205 mg/l Analisis pada Konsentrasi Salinitas 2386 mg/l
Penyerapan Ammonium pada Kondisi salinitas tinggi Ammonium pada Salinitas 671 mg/l Ammonium pada Salinitas 1917 mg/l Ammonium pada Salinitas 2205 mg/l Ammonium pada Salinitas 2386 mg/l
Penyerapan Fosfat pada Kondisi salinitas tinggi Fosfat pada Salinitas 671 mg/l Fosfat pada Salinitas 1917 mg/l Fosfat pada Salinitas 2205 mg/l Fosfat pada Salinitas 2386 mg/l
Penyerapan COD pada Kondisi salinitas tinggi COD pada Salinitas 671 mg/l COD pada Salinitas 1917 mg/l COD pada Salinitas 2205 mg/l COD pada Salinitas 2386 mg/l
Analisis ph Tutupan Tutupan Tutupan Kontrol Hari 15% 27% 45% mg/l mg/l mg/l mg/l 0 7,48 7,51 7,48 7,5 2 7,55 7,5 7,45 7,5 4 7,6 7,48 7,41 7,48 6 7,7 7,45 7,4 7,34 8 7,8 7,35 7,35 6,99 10 7,85 7,35 7,33 6,99 ph pada Salinitas 671 mg/l Tutupan Tutupan Tutupan Kontrol Hari 15% 27% 45% mg/l mg/l mg/l mg/l 0 7,54 7,45 7,48 7,52 2 7,7 7,41 7,56 7,6 4 7,72 7,4 7,36 7,55 6 7,7 7,33 7,3 7,5 8 7,76 7,35 7,28 7,46 10 7,76 7,3 7,18 6,83 ph pada Salinitas 2205 mg/l Tutupan Tutupa Tutupa Kontrol Hari 15% n 27% n 45% mg/l mg/l mg/l mg/l 0 7,56 7,51 7,5 7,52 2 7,67 7,47 7,48 7,5 4 7,81 7,47 7,45 7,48 6 7,91 7,42 7,32 7,32 8 7,94 7,36 7,32 7,23 10 7,94 7,48 7,30 6,98 ph pada Salinitas 1917 mg/l Tutupan Tutupan Tutupan Kontrol Hari 15% 27% 45% mg/l mg/l mg/l mg/l 0 7,5 7,51 7,46 7,5 2 7,48 7,54 7,45 7,5 4 7,45 7,52 7,45 7,52 6 7,5 7,5 7,41 7,48 8 7,62 7,5 7,44 7,48 10 7,71 7,38 7,37 7,25 ph pada Salinitas 2386 mg/l
Kesimpulan Eceng gondok tidak efektif untuk mengolah salinitas dengan konsentrasi tinggi. Pada penelitian ini, eceng gondok hanya mampu menyisihkan salinitas pada konsentrasi 671 mg/l hingga 2386 mg/l. Semakin besar luas tutupan eceng gondok pada range (15% - 45%), mampu menyisihkan COD dan salinitas sebesar 40,97% dan 65,28%. Kondisi salinitas mempengaruhi penyerapan nutrien (ammonium dan fosfat). Pada konsentrasi salinitas 671 mg/l penyisihan ammonium sebesar 99,49% dan fosfat sebesar 78,95%, namun pada konsentrasi salinitas 2386 mg/l, efisiensi ammonium dan fosfat sebesar 71,04% dan 67,69%.
Saran Untuk penelitian lebih lanjut, yang dapat dilakukan adalah memanfaatkan eceng gondok sebagai pengolahan tersier. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan mengganti eceng gondok pada tanaman yang dapat menyerap salinitas tinggi. Pada penelitian selanjutnya, luas tutupan yang divariasikan dapat ditingkatkan sehingga memperoleh luas tutupan optimum
Terima Kasih