BIOSEMENTASI TANAH PASIR DENGAN

CANGKANG TELUR AYAM (Gallus domesticus)

SKRIPSI

ANTONI

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2019 M/1441 H

BIOSEMENTASI TANAH PASIR DENGAN

CANGKANG TELUR AYAM (Gallus domesticus)

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

ANTONI

11150960000064

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2019 M/1441 H

ABSTRAK

ANTONI. Biosementasi Tanah Pasir Dengan Cangkang Telur Ayam (Gallus

domesticus). Dibimbing oleh SRI YADIAL CHALID dan AFLAKHUR RIDLO.

Biosementasi merupakan metode untuk memperbaiki dan meningkatkan kualitas struktur

tanah dengan merubah butiran pasir menjadi batuan pasir menggunakan mikroorganisme.

Penelitian biosementasi Bacillus subtilis menggunakan cangkang telur ayam sebagai

sumber kalsium bertujuan untuk memperbaiki dan memperkuat struktur tanah pasir.

Tepung cangkang telur ayam dikalsinasi dan diuji FTIR untuk membuktikan adanya CaO

dan kadar kalsium menggunakan AAS. Tepung cangkang telur ayam dengan variasi 20;

35; 50 gram ditambahkan ke dalam bioreaktor yang berisi 500 gram tanah pasir. Bacillus

subtilis dari media nutrient broth dan media air limbah tahu ditambahkan ke dalam

bioreaktor dan dibiosementasikan selama 7 minggu pada suhu ruang. Hasil biosementasi

dilakukan pengujian kadar air, bobot isi, bobot jenis, ruang pori total, permeabilitas.

Pengujian mikrostruktur tanah menggunakan SEM dan XRD dilakukan pada hasil variasi

yang terbaik disetiap media. Tepung cangkang telur ayam yang diuji menggunakan FTIR

dan AAS menunjukan adanya CaO dengan kadar kalsium sebesar 113.503,25 mg/L atau

sebesar 56,75 %. Nilai kadar air meningkat dari 14,8 % menjadi 30,7-38,8 %; nilai bobot

isi meningkat dari 1,20 g/mL menjadi 1,24-1,45 g/mL; nilai bobot jenis meningkat dari

2,30 g/mL menjadi 2,30-2,41 g/mL; nilai ruang pori total menurun dari 48,1 % menjadi

48,0-37,8 %; dan nilai permeabilitas menurun dari 0,0041 cm/detik menjadi 0,0040-0,0004

cm/detik. Hasil uji XRD dan SEM menunjukan hasil poses biosementasi pada tanah pasir

memiliki kandungan kalsium karbonat (CaCO3).

Kata kunci: Bacillus subtilis, biosementasi, cangkang telur ayam, tanah pasir.

ABSTRACT

ANTONI. Biocementation of Sand Soil with Chicken Egg Shell (Gallus

domesticus). Supervised by SRI YADIAL CHALID and AFLAKHUR RIDLO.

Biocementation is a method to improve the quality of soil structure by changing sand grains

into sandstone using microorganisms. The biocementation study of Bacillus subtilis using

chicken eggshells as a source of calcium aim to improve and strengthen the sand soil

structure. Chicken eggshells were calcined and tested by FTIR to prove the presence of

CaO and calcium levels are measured by AAS instrument. Chicken eggshell flour with a

variation 20; 35; 50 grams are added to the bioreactor containing 500 grams of sand soil.

Bacillus subtilis from nutrient broth media and tofu waste water media was inoculated to

the bioreactor. The bioreactor was biocementated at room temperature as long as 7 weeks.

Biosementation results were tested for water content, bulk density, specific gravity, total

pore space, and permeability. Microstructure of soil will be test using SEM and XRD on

the best variations in each media. Chicken eggshells flour tested using FTIR and AAS

showed the presence of CaO with calcium levels of 113.503,25 mg/L or 56,75 %. The value

of the water content increased from 14,8 % to 30,7-38,8 %; the bulk density increased from

1,20 g/mL to 1,24-1,45 g/mL; the spesific gravity increased from 2,30 g/mL to 2,30-2,41

g/mL; the total pore space decreased from 48,1 % to 48,0-37,8 %; and the permeability

decreases from 0,0041 cm/s to 0,0040-0,0004 cm/s. The XRD and SEM test show the

results of biocementation in sand soil containing calcium carbonate (CaCO3).

Keyword: Bacillus subtilis, biocementation, chicken eggshell, sand soil.

viii

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Assalamuaalaikum Warahmatullah Wabarakatuh

Segala puji dan syukur penulis haturkan ke hadirat Allah SWT, atas segala

nikmatNya sehingga penulis mampu menyelesaikan Skripsi. Shalawat serta salam

semoga selalu dilimpahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW. Skripsi

ini berjudul Biosementasi Tanah Pasir dengan Cangkang Telur Ayam (Gallus

domesticus). Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang

telah membantu dan mendukung sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan.

1. Dr. Sri Yadial Chalid, M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan ilmu

pengetahuan, bimbingan, nasihat serta arahan dalam penulisan skripsi.

2. Aflakhur Ridlo, S.T, M.Sc, PhD selaku pembimbing II yang telah

membimbing, memberikan fasilitas dan mendanai penelitian.

3. Nurhasni, M.Si dan Dr. Sandra Hermanto, M.Si selaku Penguji I dan II atas

bimbingan, nasihat serta arahan dalam penulisan skripsi.

4. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains

dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

5. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud. selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

6. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN

Syarif Hidayatullah Jakarta.

ix

7. Bapak Sumardi dan Ibu Kuswi selaku orang tua yang selalu memberikan

dukungan materi maupun moril dari awal perkuliahan sampai penulisan

skripsi.

8. Yusuf Windu Muhartanto, Muhammad Arif Ramadhan, dan Mahasiswa/i

kimia 2015 lainnya yang selalu memberikan dukungan dan motivasi kepada

penulis selama masa kuliah dan penyusunan skripsi.

9. Pusat Teknologi Lingkungan-BPPT yang telah mengijinkan penulis untuk

melakukan penelitian.

Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca serta dapat dijadikan sebagai

sumbangan pikiran untuk perkembangan pendidikan.

Ciputat, November 2019

Antoni

x

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... x

DAFTAR TABEL................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 4

1.3 Hipotesis .......................................................................................................... 4

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6

2.1 Biosementasi .................................................................................................... 6

2.2 Bacillus subtilis ................................................................................................ 9

2.3 Cangkang Telur Ayam ................................................................................... 11

2.4 Tanah Pasir ..................................................................................................... 12

2.4.1 Kadar Air Tanah ................................................................................. 13

2.4.2 Berat Isi Tanah .................................................................................... 13

2.4.3 Berat Jenis Tanah ................................................................................ 14

2.4.4 Ruang Pori Total ................................................................................. 14

2.4.5 Permeabilitas ....................................................................................... 15

2.5 X-Ray Difraction (XRD) ................................................................................ 16

2.6 Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) .............................................. 17

2.7 Scanning Electron Microscopy (SEM) .......................................................... 17

2.8 Fourier Transform Infra-Red (FTIR) ............................................................ 18

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 19

3.1 Waktu dan Tempat ......................................................................................... 19

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................... 19

3.2.1 Alat...................................................................................................... 19

3.2.2 Bahan .................................................................................................. 19

xi

3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 20

3.4 Prosedur Kerja ............................................................................................... 21

3.4.1 Preparasi sampel ................................................................................. 21

3.4.2 Sterilisasi tanah pasir ......................................................................... 21

3.4.3 Uji kadar kalsium menggunakan AAS ............................................... 21

3.4.4 Pembuatan media tumbuh bakteri Bacillus subtilis ........................... 21

3.4.5 Biosementasi dalam Bioreaktor .......................................................... 22

3.4.6 Uji Kadar Air ...................................................................................... 23

3.4.7 Uji Berat Isi (Bulk Density) ................................................................ 23

3.4.8 Uji Berat Jenis .................................................................................... 24

3.4.9 Uji Ruang Pori Total ........................................................................... 24

3.4.10 Uji Permeabilitas................................................................................. 25

3.4.11 Karakterisasi XRD (X Ray Difraction) ............................................... 26

3.4.12 Karakterisasi SEM (Scaning Electron Microscopy) ........................... 26

3.4.13 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) ........................... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................. 27

4.1 Kadar Kalsium Cangkang Telur ayam ........................................................... 27

4.2 Nilai Kadar Air Tanah Pasir........................................................................... 28

4.3 Nilai Berat Isi Tanah Pasir ............................................................................. 30

4.4 Nilai Berat Jenis Tanah Pasir ......................................................................... 32

4.5 Nilai Ruang Pori Total Tanah Pasir ............................................................... 33

4.6 Nilai Permeabilitas Tanah Pasir ..................................................................... 35

4.7 Karakteristik Tanah Pasir dengan XRD ......................................................... 37

4.8 Morfologi Tanah Pasir menggunakan SEM................................................... 38

4.9 Karakteristik Tepung Cangkang Telur Menggunakan FTIR ......................... 42

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 44

5.1 Simpulan ........................................................................................................ 44

5.2 Saran .............................................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 46

LAMPIRAN ......................................................................................................... 52

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Karakteristik morfologi dan biokimia Bacillus subtilis ....................... 10

Tabel 2. Kandungan cangkang telur ayam ......................................................... 11

Tabel 3. Golongan tanah berdasarkan permeabilitas tanah ................................ 16

Tabel 4. Komposisi bioreaktor kontrol pasir ..................................................... 22

Tabel 5. Komposisi bioreaktor perlakuan ......................................................... 23

Tabel 6. Hasil pengukuran kadar air tanah pasir ................................................ 28

Tabel 7. Hasil pengukuran berat isi tanah pasir ................................................. 30

Tabel 8. Hasil pengukuran berat jenis tanah pasir .............................................. 32

Tabel 9. Hasil pengukuran ruang pori total tanah pasir...................................... 33

Tabel 10. Hasil pengukuran permeabilitas tanah pasir ....................................... 35

Tabel 11. Panjang gelombang dan gugus fungsi senyawa hasil uji FTIR .......... 43

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Mekanisme reaksi biosementasi ................................................... 7

Gambar 2. Cangkang telur ............................................................................ 11

Gambar 3. Standar CaCO3 JCPDS 47-1743 ................................................... 16

Gambar 4. Diagram alir penelitian ................................................................. 20

Gambar 5. Pola difraksi tanah pasir hasil biosementasi ................................. 37

Gambar 6. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 850x. ........................ 39

Gambar 7. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g

perbesaran 850x .......................................................................... 39

Gambar 8. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO

35 g perbesaran 850x..................................................................... 40

Gambar 9. Spektrum FTIR tepung cangkang telur sebelum dan sesudah

kalsinasi ...................................................................................... 42

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Nilai absorbansi dan kurva kalibrasi Ca .................................... 52

Lampiran 2. Perhitungan kadar kalsium cangkang telur ayam ...................... 52

Lampiran 3. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 65x, 150x, dan 500x 54

Lampiran 4. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO

35 g perbesaran 65x, 150x, dan 500x ....................................... 55

Lampiran 5. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g

perbesaran 65x, 150x, dan 500x ............................................... 56

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kestabilan tanah dataran tinggi dan tanah untuk pembangunan gedung

merupakan masalah yang sering dijumpai di Indonesia. Erosi di dataran tinggi dan

bangunan yang amblas menjadi contoh kasus yang disebabkan buruknya kestabilan

tanah. Struktur tanah memiliki keterkaitan yang sangat erat dengan kestabilan

tanah, karena ketika rendahnya kestabilan tanah dapat mengarah pada rendahnya

kekuatan tanah. Kondisi struktur tanah merupakan parameter yang sangat penting

sebagai fungsinya mendukung stabilitas bangunan (Braja, 1995; Darwis, 2018;

Hardiyatmo, 2008). Kondisi tanah yang mudah mengalami erosi dan mudah amblas

ketika adanya bangunan diperlukan upaya memperbaiki struktur tanah yang salah

satu metodenya adalah biosementasi (Breure, 2004).

Biosementasi merupakan teknologi transformasi butiran pasir menjadi batuan

pasir (CaCO3) dengan memanfaatkan mikroorganisme. Kristal kalsium karbonat

CaCO3 yang terbentuk dari proses biosementasi menggunakan CaO cangkang telur

ayam mengalami proses sementasi. Proses sementasi adalah perekatan butiran pasir

yang disebabkan karena pengendapan CaCO3. Proses sementasi tidak akan terjadi

tanpa proses biosmentasi karena tidak adanya CaCO3 pada butiran pasir. Proses

sementasi secara alami memerlukan waktu jutaan tahun, dikarenakan keterbatasan

jumlah Ca dan mikroorganisme (Karol, 2003). Mikroorganisme dan kalsium

ditambahkan untuk mempercepat proses pembentukan batuan pasir dengan

memanfaatkan proses pengendapan karbonat hasil aktivitas metabolisme bakteri

2

Sporosarcina pasteurii (Karol, 2003). Choi et al. (2016) menyatakan bahwa urease

yang dihasilkan oleh Bacillus sp. bersifat biokatalisator yang menghidrolisis urea

menjadi amonia sehingga menghasilkan endapan kalsium karbonat (CaCO3).

Bakteri Bacillus dapat tumbuh dalam media sintetis seperti nutrient broth (NB) atau

media alami seperti air limbah tahu (Yuliani, 2015).

Air limbah tahu termasuk limbah organik yang dihasilkan dari proses

pembuatan tahu. Pengunaan air limbah tahu sebagai media pertumbuhan bakteri

dapat meminimalkan akumulasi limbah di lingkungan dan mempertahankan

ekosistem yang berkelanjutan (Lakshmidevi & Muthukumar, 2010). Produksi tahu

menghasilkan limbah cair yang cukup banyak, 60 kg kedelai ditambah 2700 kg air

menghasilkan sekitar 80 kg tahu, 70 kg ampas tahu dan 2610 kg limbah cair yang

terbuang (Idaman & Heru, 1999). Limbah cair tahu biasanya langsung dibuang,

karena sampai saat ini limbah cair tahu belum bisa dimanfaatkan secara optimal.

Air limbah tahu dapat dijadikan media pertumbuhan bakteri karena mengandung

material organik, yaitu karbohidrat sebanyak 25-50%, protein sebanyak 40 – 60%

dan lemak 10%. (Yuwono & Hadi, 2008).

ا في الس أ م م ك ر ل سخ ا أن للا و ر م ت رض ل ا في ال م ات و او م

ة ن باط ة و ر اه ه ظ م ع م ن ك ي ل بغ ع س أ ل في و و اد ج ن ي اس م ن الن م

ل ى و ل هد م و ل ير ع غ ب نيللا تاب م ر ك

Artinya: “Tidaklah kamu perhatikan Sesungguhnya Allah telah

menundukkan untuk (kepentingan)mu apa yang ada di langit dan apa yang di bumi

dan menyempurnakan untukmu nikmat-Nya lahir dan batin, dan diantara manusia

ada yang membantah tentang (keesaan) Allah tanpa ilmu pengetahuan atau

petunjuk dan tanpa kitab yang memberi penerangan” (Q.S Luqman : 20).

3

Ayat tersebut mengandung makna bahwa Allah telah menciptakan semua

isi bumi untuk digunakan untuk kepentingan umat-Nya. Pemanfaatan hasil ciptaan-

Nya dan semua yang ada di muka bumi berupa bakteri, cangkang telur, dan limbah

tahu yang dapat digunakan untuk peningkatan struktur tanah dalam proses

biosementasi.

Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa terjadi peningkatan kualitas

struktur tanah dengan biosementasi menggunakan Bacillus sp., dan larutan kalsium

cangkang telur ayam yang dilarutkan dengan cuka pada tanah pasir. Struktur tanah

mengalami penurunan nilai permeabilitas setelah proses biosementasi sebesar

0,0000997 – 0,00676 cm/detik (Choi et al., 2016). Penggunaan kalsium klorida

CaCl2 sebagai sumber kalsium pada proses biosementasi menggunakan

Sporosarcina pasteurrii mengalami penurunan nilai permeabilitas setelah proses

biosementasi sebesar 0,0022 cm/detik (Liu et al., 2017).

Penelitian ini menggunakan cangkang telur ayam dikalsinasi sebagai

alternatif sumber kalsium pada proses biosementasi. Cangkang telur dipilih sebagai

sumber kalsium karena memiliki kadar kalsium sebesar 98,43 % (Yuwanta, 2010).

Cangkang telur ayam bersumber dari pedagang nasi goreng. Cangkang telur ayam

dikalsinasi pada suhu 550 oC dan diuji kadar kalsium menggunakan AAS. Sebanyak

3 reaktor yang berisi 500 gram tanah ditambahkan tepung cangkang telur ayam 20,

35 dan 50 gram untuk masing-masing bioreaktor.

Bateri Bacillus subtilis digunakan pada proses biosementasi dikarenakan

dapat mempercepat proses sementasi. Bateri Bacillus subtilis mempunyai enzim

urease yang bersifat biokatalisator dengan menghidrolisis urea menjadi amonia.

4

Ca2+ yang berada di lingkungan akan dirubah menjadi kalsium karbonat (CaCO3)

(Setiano et al., 2017).

Bakteri Bacillus subtilis dari media nutrient broth dan media air limbah tahu

diinokulasikan ke dalam bioreaktor dan dibiosementasikan selama 7 minggu pada

suhu ruang. Hasil biosementasi diuji kadar air, berat jenis, berat isi, ruang pori total,

permeabilitas, serta pengujian mikrostruktur tanah menggunakan SEM dan XRD

dilakukan sebelum dan sesudah inokulasi bakteri.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh penambahan tepung CaO cangkang telur ayam terhadap

kekuatan struktur tanah pada proses biosementasi menggunakan bakteri

Bacillus subtilis ?

2. Apakah biosementasi dapat memperbaiki dan memperkuat struktur tanah

dengan menurunkan nilai permeabilitas tanah ?

1.3 Hipotesis

1. CaO cangkang telur ayam dapat memperkuat struktur tanah melalui proses

biosementasi menggunakan bakteri Bacillus subtilis dengan membentuk kristal

CaCO3.

2. Biosementasi dapat memperbaiki dan memperkuat struktur tanah dengan

menurunkan nilai permeabilitas tanah.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengukur kekuatan struktur tanah dengan pengaruh CaO cangkang telur ayam

melalui proses biosementasi menggunakan bakteri Bacillus subtilis.

5

2. Memperbaiki dan memperkuat struktur tanah dengan cara menurunkan nilai

permeabilitas tanah melalui proses biosementasi.

1.5 Manfaat Penelitian

Memberikan informasi potensi cangkang telur ayam sebagai sumber kalsium

dalam proses biosementasi untuk memperkuat struktur tanah.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Biosementasi

Biosementasi merupakan perubahan butiran pasir menjadi batuan pasir

menggunakan mikroorganisme (Cao et al., 2006). Mekanisme pembentukan batuan

pasir pada proses biosementasi secara sederhana memanfaatkan proses presipitasi

karbonat oleh bakteri. Bakteri digunakan untuk mempercepat proses secara in situ

dengan memanfaatkan proses presipitasi karbonat hasil aktivitas metabolisme

bakteri (DeJong et al., 2010). Kristal kalsium karbonat CaCO3 yang terbentuk dari

proses biosementasi dengan mineral kalsium mengalami proses sementasi. Proses

sementasi adalah perekatan butiran pasir yang disebabkan karena pengendapan

CaCO3. Proses sementasi tidak akan terjadi tanpa proses biosementasi karena tidak

adanya CaCO3 pada butiran pasir. Proses sementasi secara alami memerlukan

waktu jutaan tahun, dikarenakan keterbatasan jumlah Ca dan mikroorganisme

(Karol, 2003).

Teknologi biosementasi berpotensi untuk memperkuat struktur tanah di

kawasan pesisir untuk mencegah erosi, perbaikan pondasi, dan reklamasi pantai

(Sharaky et al., 2018). Mineral karbonat yang diendapkan pada partikel tanah dan

pada permukaan partikel dapat meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan kekuatan

geser tanah melalui proses sementasi (Montoya & DeJong, 2015).

7

Gambar 1. Mekanisme reaksi biosementasi (Dejong et al, 2010)

Aktivitas metabolisme bakteri menghasilkan enzim urease yang

menghidrolisis urea menjadi amonia dan karbon dioksida. Amonia dan karbon

dioksida terdifusi melalui dinding sel bakteri dan sekeliling bakteri. Reaksi

keduanya berjalan spontan dengan adanya air. Amonia dikonversi menjadi

amonium dan karbon dioksida menyeimbangkan reaksi kimia menjadi asam

karbonat, ion karbonat, dan ion bikarbonat. Mekanisme reaksi biosementasi secara

keseluruhan terdapat pada Gambar 1 (Dejong et al, 2010).

Proses sementasi adalah perekatan butiran pasir yang disebabkan karena

pengendapan CaCO3. Pengendapan CaCO3 berawal dari reaksi antara H2O dengan

gas CO2 yang terlarut dalam air membentuk asam bikarbonat. Karbondioksida

terlarut merupakan hasil absorpsi dari udara maupun hasil respirasi bakteri di dalam

tanah.

H2O(l) + CO2(g) → H2CO3(aq) ........................................ (1)

8

Asam bikarbonat di dalam air pada kondisi pH lingkungan (pH 4,5 – 7,5)

umumnya berbentuk ion bikarbonat (HCO3-). Ion bikarbonat bereaksi dengan ion

kalsium membentuk kalsium bikarbonat.

Ca2+(aq) + HCO3

-(aq) → Ca(HCO3)2 (aq) ............................... (2)

Kenaikan temperatur menyebabkan terjadinya pelepasan gas CO2 (desorpsi CO2)

ke fasa gas sehingga kalsium bikarbonat kemudian terpresipitasi membentuk

CaCO3.

Ca(HCO3)2 (aq) → CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) ............. (3)

CaCO3 mengisi lubang antar pori tanah dan merekatkan butiran tanah.

Perekatan butiran tanah terjadi melalui proses bioturbasi. Bioturbasi adalah

aktivitas biologis termasuk burrowing (penggalian), boring (pengeboran), dan

pencampuran sedimen oleh aktivitas metabolisme organisme (Breure, 2004).

Proses bioturbasi terjadi ketika organisme mempresipitasikan material yang

berfungsi sebagai semen. Organisme menghasilkan biofilm dari hasil ekskresi yang

merekatkan butir-butir tanah sehingga penting dalam pembentukan struktur dan

agregat tanah (Widyati, 2013).

Microbially induced carbonate precipitation (MICP) merupakan

pengendapan mineral karbonat pada partikel tanah yang dpat meningkatkan keuatan

daya tahan tanah, kekakuan, dan kekuatan geser tanah melalui proses biosementasi

(Montoya & DeJong, 2015). MICP terjadi ketika mikroba mengubah lingkungan

geokimia yang menyebabkan pengendapan mineral karbonat. Faktor-faktor yang

dapat mempengaruhi peningkatan proses MICP adalah waktu perlakuan,

kelembaban, temperatur, kepadatan sel, volume perlakuan, dan jenis tanah (Dejong

9

et al., 2010). Mikroba yang bersipat sebagai MICP adalah Bacillus pasteuri

(DeJong, 2006) dan Bacillus subtilis (Choi et al., 2016).

Penggunaaan mikroorganisme pada proses biosementasi memperbaiki dan

memperkuat struktur tanah yang dapat tahan uji kekuatannya hingga 350-1300 kPa.

Mikroorganisme yang dapat digunakan pada proses biosementasi adalah Bacillus

subtilis (Choi et al., 2016).

2.2 Bacillus subtilis

Bacillus subtilis adalah jenis bakteri yang umum ditemukan di tanah, air,

udara dan materi tumbuhan yang tedekomposisi. Bacillus subtilis merupakan

bakteri gram positif yang dapat membentuk endospora berbentuk oval di bagian

sentra sel. Klasifikasi Bacillus sp. adalah sebagai berikut (Hadioetomo, 1985):

Kingdom : Procaryotae

Divisi : Bacteria

Kelas : Schizomycetes

Bangsa : Eubacteriales

Suku : Bacillaceae

Marga : Bacillus

Jenis : Bacillus sp.

Bacillus subtilis ketika dilakukan uji pewarnaan gram menghasilkan warna

unggu saat ditetesi dengan pewarnaan Gram yang berarti bahwa termasuk bakteri

gram positif (Aini, et al., 2013). Bakteri gram positif memiliki peptidoglikan yang

tebal sebesar 20 – 80 nm. Bakteri dengan peptidoglikan tebal menjadikan bakteri

terlihat berwarna ungu (Willey, et al., 2008). Bacillus subtilis merupakan bakteri

gram positif yang dapat bertahan hidup pada kondisi lingkungan yang tidak

menguntungkan dengan membentuk spora (Gillespie & Bamford, 2009). Bacillus

subtilis merupakan kelompok fisiologi yang berbeda dari bakteri non-patogen,

10

karena lebih relatif mudah dimanipulasi secara genetika dan sederhana untuk

dibiakan (Soesanto, 2008).

Bakteri Bacillus subtilis bersifat mesofik dan menghasilkan enzim urease,

protease, amilasi, lipase, dan kitinase sebagai enzim pengurai dinding sel patogen.

Karakteristik morfologi dan biokimia Bacillus subtilis ditampilkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Karakteristik morfologi dan biokimia Bacillus subtilis

Pengujian Reaksi

Sifat Gram +

Flagela +

Katalase +

Endospora (sentral) +

Pembengkakan sel berspora -

Tumbuh pada suhu 45 oC +

Tumbuh pada pH 5,70 +

Tumbuh pada kandungan NaCl 1% +

Penggunaan Sitrat +

Hidup dalam medium glukosa pada kondisi tanpa oksigen -

Produksi asam dari karbon: arabinosa, manitol dan xylosa +

Produksi indol -

VP test +

Hidrolisis pati +

Hidrolisisi gelatin +

Sumber: (Leary, 1998; Supriadi, 2006; Aini et al., 2013)

Bateri Bacillus subtilis dapat mempercepat proses sementasi karena

mempunyai enzim urease yang bersifat biokatalisator dengan menghidrolisis urea

menjadi amonia yang akan merubah kalsium menjadi kalsium karbonat (CaCO3).

Kalsium karbonat dalam bentuk endapan dan tidak bersifat patogen. Bacillus sp.,

dan larutan kalsium cangkang telur ayam yang dilarutkan dengan cuka pada tanah

pasir menghasilkan struktur tanah dengan nilai permeabilitas sebesar 0,0000997 –

0,00676 cm/detik (Choi et al., 2016). Hasil lain biosementasi menggunakan

Sporosarcina pasteurrii menghasilkan struktur tanah dengan nilai permeabilitas

sebesar 0,0022 cm/detik (Liu et al., 2017).

11

2.3 Cangkang Telur Ayam

Struktur telur terdiri dari empat bagian penting, yaitu selaput membran,

kerabang (shell) ±10% (b/b), putih telur (albumen) ±60% (b/b), dan kuning telur

(yolk) ±30% (b/b). Telur unggas ataupun hewan lain yang berkembang biak dengan

cara bertelur mempunyai struktur telur yang sama (Hartono & Isman, 2010).

Gambar 2. Cangkang telur (sumber pribadi)

Cangkang telur mengandung kalsium dalam bentuk senyawa kalsium

karbonat. Kalsium karbonat adalah salah satu mineral yang tersebar cukup

melimpah di alam. Kalsium karbonat berdasarkan sifat-sifat dan penampilannya

dikenal sebagai garam kalsium yang terdapat pada kapur, kalsit, aragonite, batu

kapur, dan pualam (Ditjen POM, 1995; Badan POM RI, 2010).

Kualitas telur dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu pakan, konsumsi

protein, serta pengaturan cahaya. Kualitas cangkang telur ditentukan oleh berat,

ketebalan dan struktur cangkang. Kadar kalsium yang semaki tinggi maka semakin

tinggi pula ketebalan cangkang telur (Aminah & Wulandari, 2009). Komposisi

kandungan cangkang telur sebagai berikut:

Tabel 2. Kandungan kalsium cangkang telur ayam, bebek, dan puyuh hasil

ekstraksi

Jenis Cangkang Telur Kadar kalsium (%) (b/b)

Telur ayam 25,73

Telur bebek 23,67

Telur puyuh 21,70

Sumber: Aminah & wulandari, 2009

12

Tepung cangkang telur mengandung kalsium dan unsur mikro magnesium,

boron, tembaga, besi, mangan, molibdenum, belerang, silikon, dang seng. Kalsium

yang berasal dari cangkang telur bisa menjadi sumber kalsium alami terbaik dengan

kandungan kalsium sebesar 98,43 % (b/b) (Yuwanta, 2010).

2.4 Tanah Pasir

Tanah merupakan bagian permukaan bumi yang tersusun dari bahan-bahan

mineral sebagai hasil pelapukan batuan dan bahan-bahan organik hasil pelapukan

sisa-sisa tumbuhan dan hewan (Arsyad, 2010). Tanah merupakan medium atau

tempat tumbuhnya tanaman dan tempat berdirinya suatu bangunan. Struktur tanah

merupakan suatu sifat fisik yang penting karena dapat mempengaruhi pertumbuhan

tanaman dan kekuatan tanah. Tanah yang berstruktur baik akan membantu

pertumbuhan tanaman secara optimal dan mengurangi kemungkinan erosi atau

tanah amblas (Darmawijaya, 1990; Yulipriyanto, 2010). Hanafiah (2007)

menggolongkan tanah berdasarkan teksturnya menjadi 3 golongan yaitu: (1) tanah

bertekstur kasar seperti tanah pasir; (2) tanah bertekstur halus atau kasar berliat

seperti tanah liat; dan (3) tanah bertekstur sedang seperti tanah lempung.

Tanah pasir memiliki struktur berbutir sedang hingga kasar, berwarna abu

kecoklatan, porositas tinggi, dan memiliki luas permukaan kecil (Hasibuan,2006).

Tanah pasir memiliki kandungan unsur hara yang terbatas seperti fosfor sekitar 5,1

– 20,5 %, natrium sekitar 0,05 – 0,08 % dan kandungan kalium sekitar 0,09 – 0,2%.

Kandungan bahan organik lain hanya sekitar 0,4 - 0,8 %. Kandungan natrium

sekitar 0,05 – 0,08 % dan kandungan kalium sekitar 0,09 – 0,2 % (Pusat Penelitian

Tanah dan Agroklimat, 1994).

13

Tanah pasir memiliki sifat fisik seperti kadar air yang yang relatif tinggi

karena memiliki ukuran pori makro (Triana, et al., 2018), berat isi berkisar 1.1 -1.6

g/mL (Hardjowigeno, 2003), berat jenis jenis berkisar 2,65 – 2,68 g/cm3 (Darwis,

2018), ruang pori total berukuran makro (Hardjowigeno, 2003), dan permeabilitas

1-100 cm/detik (Suharta & Prasetyo, 2008; Darwis, 2018).

2.4.1 Kadar Air Tanah

Kadar air tanah merupakan persentase banyaknya air yang terkandung dalam

tanah. Kadar air tanah yang rendah akan menyebabkan tanah keras dan kaku,

sedangkan kadar air tanah yang tinggi akan menyebabkan kepadatan tanah rendah

karena pori-pori tanah menjadi terisi air (Hanafiah, 2005).

Air tanah merupakan salah satu bagian penyusun tanah. Air tanah hampir

seluruhnya berasal dari udara terutama di daerah tropis. Kadar air tanah dipengaruhi

oleh pori tanah, jenis tanah, tekstur tanah, dan permebailitas tanah. Tanah yang

memiliki pori besar seperti tanah pasir mampu menyimpan air lebih banyak,

sehingga mempengaruhi pula struktur dan tekstur tanahnya (Triana, et al., 2018).

Tanah yang bertekstur kasar mempunyai daya menahan air lebih kecil dari

pada tanah yang bertekstur halus. Kadar air dalam tanah tergantung pada banyaknya

curah hujan, kemampuan tanah menahan air, besarnya evaporasi, transpirasi, dan

kandungan bahan organik (Hardjowigeno, 2003).

2.4.2 Berat Isi Tanah

Berat isi tanah merupakan sifat kepadatan tanah berupa perbandingan antara

berat tanah kering dengan berat volume tanah. Semakin padat suatu tanah, maka

semakin tinggi berat isinya yang menyebabkan semakin sulit meresap air. Kadar air

14

dalam tanah berbanding terbalik dengan nilai berat isi, kadar air yang tinggi maka

nilai berat isi tanah akan rendah (Hanafiah, 2005).

Nilai berat isi tanah berkisar 1.1 -1.6 g/mL (tanah mineral), ≤ 0.90 g/mL

(tanah andisol) ≤ 0.10 g/mL (tanah gambut). Berat isi dapat mempengaruhi

porositas, kekuatan, daya dukung, dan kemampuan tanah menyimpan air. Faktor-

faktor yang dapat mempengaruhi berat isi adalah bahan-bahan organik tanah,

porositas, dan kepadatan tanah (Hardjowigeno, 2003).

2.4.3 Berat Jenis Tanah

Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dan berat air

suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Berat jenis tanah memperlihatkan

kerapatan dari partikel secara keseluruhan. Berat jenis tanah merupakan

perbandingan masa total dari partikel padatan dengan total volume dan tidak

termasuk ruang pori diantara partikel (termasuk berat isi dan udara) (Hardjowigeno,

2003).

Berat jenis merupakan berat tanah kering persatuan volume partikel-partikel

tanah. Berat jenis tanah pada umumnya berkisar antara 2,6 – 2,93 g/cm3. Tanah

pasir memiliki nilai berat jenis sekitar 2,65 – 2,68 g/cm3 (Darwis, 2018). Berat jenis

tanah pada lapisan atas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibandingkan dengan

lapisan bawah dikarenakan terdapat bahan organik (Sutedjo & Kartasapoetra,

2002).

2.4.4 Ruang Pori Total

Ruang pori total adalah proporsi ruang pori tanah (ruang kosong) yang

terdapat dalam suatu volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara. Ruang

pori total tanah merupakan kemampuan tanah dalam menyerap air atau tingkat

15

kepadatan tanah. Semakin padat tanah maka akan semakin sulit untuk menyerap

air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah

menyerap air maka tanah tersebut memiliki ruang pori total yang besar (Sutanto,

2018).

Porositas merupakan persentase total perbandingan pori dalam tanah yang

berisi air dan udara dengan volume total tanah. Air dalam tanah terdapat pada pori

yang kecil, sedangkan udara akan menempati pori yang kasar. Nilai porositas

dipengaruhi oleh ukuran butir tanah dan berat jenis tanah. Semakin besar porositas

pada tanah, maka struktur tanah akan semakin lemah. Tanah dengan tekstur pasir

memiliki pori-pori makro sehingga sulit menahan air (Hardjowigeno, 2003).

2.4.5 Permeabilitas

Permeabilitas merupakan kemampuan bahan yang memiliki pori untuk

meloloskan aliran dari fluida melalui rongka atau pori. Air dapat mengalir dari titik

yang berenergi tinggi ke titik yang berenergi rendah, karena pori-pori yang terdapat

di dalam tanah saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Ketahanan

tanah terhadap aliran fluida dipengaruhi oleh ukuran butir tanah, bentuk butiran

tanah, rapat masa tanah, geometrik rongga pori, dan temperatur tanah. Temperatur

tanah mempengaruhi viskositas dan tegangan permukaan terhadap fluida yang

mengalir (Darwis, 2018).

Suharta & Prasetyo (2008); Darwis (2018) menggolongkan tanah pasir

berdasarkan permeabilitas tanah ditampilkan pada Tabel 3:

16

Tabel 3. Golongan tanah berdasarkan permeabilitas tanah

Jenis Tanah Permeabilitas (cm/detik)

Butiran kasar 1-100

Kerikil halus, butiran kasar bercampur pasir

butiran sedang 10-3 – 1

Pasir halus, lanau longgar 10-5 - 10-3

Lanau padat, lanau berlempung 10-6 - 10-5

Lempung berlanau, lempung 10-9 - 10-6

2.5 X-Ray Difraction (XRD)

Sinar-X dihasilkan pada tabung berisi katoda yang memanaskan filamen dan

menghasilkan elektron. Pancaran sinar-X dihasilkan dari perbedaan tegangan yang

menyebabkan percepatan elektron menjebak objek. Objek dan detektor berputar

untuk menangkap dan merekam intensitas refleksi sinar-X sehingga dapat diolah

dalam bentuk grafik. Puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang

kristal. Semakin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkan maka semakin banyak

bidang kristal yang terdapat dalam sampel (Cullity & Stock, 2001).

Gambar 3. Standar CaCO3 JCPDS 47-1743

Karakterisasi XRD bertujuan untuk mengetahui kristalinitas dari sebuah

sampel. Sampel hasil biosementasi menghasilkan kristal CaCO3 yang dapat

dikarakterisasi menggunakan XRD. Hasil karakterisasi XRD kristal CaCO3 yang

17

terbentuk dari hasil biosementasi menunjukan puncak pada 2 tetha 29,8o; 39,8o;

47,0o;dan 48,3o (Priyakul & Iamchaturapatr, 2013). Standar CaCO3 berdasarkan

JCPDS 47-1743 dapat dilihat pada Gambar 3.

2.6 Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)

Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) adalah metode analisis yang

digunakan untuk mengukur unsur di dalam suatu bahan dengan kepekaan,

ketelitian, dan selektifitas tinggi. Analisis spektrofotometri serapan atom

didasarkan pada proses penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berbeda

pada tingkat energi dasar (ground state). Penyerapan energi radiasi menyebabkan

elektron dalam kulit atom tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi (excited

site). Pengukuran intesitas radiasi yang diberikan sebanding dengan jumlah atom

pada tingkat energi radiasi yang diteruskan (transmisi), maka konsentrasi unsur di

dalam sampel dapat ditentukan (Lidya & Djenar, 2000).

Larutan yang mengandung senyawa logam dihembuskan ke dalam nyala dan

membentuk uap atom-atom logam. Atom-atom logam menyerap energi cahaya

dengan panjang gelombang khas untuk setiap unsur. Cahaya dengan panjang

gelombang tertentu sebagian diserap dan jauhnya penyerapan akan berbanding

lurus dengan banyaknya atom pada nyala (Lidya & Djenar, 2000).

2.7 Scanning Electron Microscopy (SEM)

Scanning Electron Microscopy (SEM) digunakan untuk mengetahui

morfologi permukaan sampel. Karakterisasi menggunakan SEM untuk melihat

struktur topografi permukaan, ukuran butiran, cacat struktural, dan komposisi suatu

bahan. SEM menampilkan bentuk tiga dimensi bebentuk gambar. SEM digunakan

18

untuk mempelajari struktur permukaan objek dengan perbesaran secara umum

antara 1000-40000 kali (Smallman, 2000).

Prinsip kerja SEM berdasarkan sumber elektron dari filamen yang terbuat dari

tungsten memancarkan berkas elektron. Berkas elektron berinteraksi dengan bahan

(spesimen) menghasilkan elektron sekunder dan sinar-X. Scanning permukaan

bahan dilakukan dengan mengatur scanning denerator dan scanning coils. Elektron

sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor SE (Secondary Electron) diolah

dan diperkuat oleh amplifier dan kemudian divisualisasikan dalam monitor sinar

katoda (CRT) (Smallman, 2000).

2.8 Fourier Transform Infra-Red (FTIR)

Fourier Transform Infra-Red (FTIR) adalah teknik untuk memperoleh

spektrum inframerah dari absorbansi, emisi, dan fotokonduktivitas dari sampel

padat, cair, dan gas. Karakterisasi FTIR bertujuan untuk mengetahui jenis-jenis

vibrasi antar atom dan menganalisa senyawa organik maupun anorganik. FTIR

dapat digunakan untuk analisa kualitatif dan kuantitatif dengan melihat kekuatan

absorpsi senyawa pada panjang gelombang tertentu (Choundhary et al., 2016).

FTIR merupakan sumber energi yang melewati celah menuju sampel. Celah

berfungsi untuk mengontrol jumlah energi yang diserap oleh sampel. Sumber energi

sebagian diserap oleh sampel dan energi yang lainnya ditransmisikan melalui

permukaan sampel. Sinar inframerah lolos menuju detektor dan sinyal terukur

dikirimkan ke komputer (Choundhary et al., 2016).

19

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada September 2018 sampai April 2019 di Pusat

Teknologi Lingkungan, Gedung 820-Geostech BPPT, Puspitek, Serpong, Kota

Tangerang Selatan, Provinsi Banten.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Peralatan yang digunakan adalah AAS Shimadzu AA-6800F, SEM FEI

Inspect-S50, XRD Philips Analytical X-Ray BV 3, furnace Muffle, oven Memmert,

saringan 250 mesh Sieve, tabung mika berbentuk silinder yang terbuat dari plastik

mika dengan diameter 8 cm, panjang 10 cm, dan volume 502,4 cm3, autoklaf

Hirayama HVE-50, piknometer, termometer Tolendo, timbangan analitik Tolendo,

desikator Normax, satu set alat uji permeabilitas, batu pori, stop watch, jangka

sorong, ring contoh, dan alat – alat gelas.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan adalah cangkang telur ayam yang diambil dari

pedagang nasi goreng, bakteri Bacillus subtilis (milik Laboratorium Mikrobiologi

Pusat Teknologi Lingkungan-BPPT), tanah pasir yang diambil dari Kelurahan

Muncul Kecamatan Setu Tangerang Selatan, nutrient broth merck yang berisi

gelatin pepton dan ekstrak daging, air limbah tahu yang diperoleh dari pabrik tahu

di kecamatan Gunung Sindur, pupuk urea merek nitrea, aquades, dan asam nitrat

pekat 63%.

20

3.3 Diagram Alir Penelitian

Gambar 4. Diagram alir penelitian

Cangkang

telur

Dicuci, dijemur dibawah sinar matahari,

dihaluskan, disaring 250 mikrometer, dan

di furnace 550 oC selama 3 jam

Tepung cangkang

telur (CaO)

Uji AAS

dan

FTIR

Tanah pasir

Dioven 150 oC

selama 10 menit

Pasir steril

500 gram pasir, ditambahkan

tepung cangkang telur 20;

35; 50 gram

Bioreaktor

80 mL Bakteri

Bacillus subtilis

dalam media NB

(urea 10 dan 20

gram) dan media

air limbah tahu

(urea 10 dan 20

gram) Didiamkan pada suhu

ruang selama 7 minggu

Diuji kadar air,

berat isi, berat

jenis, ruang pori

total, SEM dan

XRD

Pasir

biosementasi

Diuji kadar air,

berat isi, berat

jenis, ruang pori

total, SEM dan

XRD

21

3.4 Prosedur Kerja

3.4.1 Preparasi sampel (Haryono et al., 2016)

Cangkang telur sebanyak 500 gram dicuci dan dijemur dibawah sinar

matahari sampai kering. Cangkang telur yang sudah kering dibuat menjadi tepung

dengan ditumbuk secara manual dan diayak menggunakan saringan 250

mikrometer. Tepung cangkang telur ayam difurnace pada suhu 550 oC selama 3 jam

menghasilkan tepung CaO.

3.4.2 Sterilisasi tanah pasir (Helmi et al., 2016)

Pasir sebanyak 8,5 kg secara berkala dipanaskan dalam oven pada suhu 150

oC selama 10 menit dan menghasilkan pasir steril. Pasir steril dilakukan pengujian

kadar air, berat isi, berat jenis, ruang pori total, permeabilitas, serta pengujian

mikrostruktur tanah menggunakan SEM dan XRD.

3.4.3 Uji kadar kalsium menggunakan AAS (Warsy et al., 2016)

Tepung CaO sebanyak 5 gram dari cangkang telur ayam dilarutkan dalam

labu ukur 25 mL dengan HNO3 pekat. Larutan standar Ca dan larutan sampel

dianalisis dengan AAS menggunakan panjang gelombang 422 nm. Absorbansi

yang dihasilkan dicatat dan dibuat kurva standar Ca. Absorbansi sample kemudian

diplotkan pada kurva standar Ca dan dihitung konsentrasinya.

3.4.4 Pembuatan media tumbuh bakteri Bacillus subtilis (Helmi et al., 2016)

Media NB dibuat 2 buah dengan masing masing ditimbang 8 gram serbuk NB

dan dilarutkan dalam 900 mL akuades sambil diaduk dan dipanaskan selama satu

menit. Media NB selanjutnya disterilisasi di dalam autoklaf pada suhu 121 oC

selama 20 menit. Urea ditambahkan ke dalam media dengan dua variasi berat yang

berbeda yaitu 10 dan 20 gram. Bakteri Bacillus subtilis sebanyak 100 mL

22

ditambahkan ke dalam masing-masing media NB dan didiamkan selama 14 hari

pada suhu ruang.

Urea sebanyak 10 dan 20 g ditambahkan kedalam 900 mL air limbah tahu

yang berbeda. Bakteri Bacillus subtilis sebanyak 100 mL ditambahkan ke dalam

media air limbah tahu dan didiamkan selama 14 hari pada suhu ruang.

3.4.5 Biosementasi dalam Bioreaktor (Helmi et al., 2016)

Komposisi bioreaktor disajikan pada Tabel 4. dan Tabel 5. Semua tabung

reaktor didiamkan selama 7 minggu pada suhu ruang untuk proses biosementasi

sehingga menghasilkan batuan pasir. Tanah hasil biosementasi dilakukan pengujian

kadar air, berat jenis butiran menggunakan piknometer, ruang pori total, berat isi

menggunakan ring, permeabilitas, serta pengujian mikrostruktur tanah

menggunakan SEM dan XRD.

Tabel 4. Komposisi bioreaktor kontrol pasir

No.

tabung

Tanah

pasir

(gram)

Volume

bakteri

media NB

(mL)

Volume

bakteri media

limbah tahu

(mL)

Tepung

cangkang

telur (CaO)

(g)

Urea (g)

1 500 - - - 20

2 500 80 - - -

3 500 - 80 - -

4 500 - - 50 -

5 500 - - - -

23

Tabel 5. Komposisi bioreaktor perlakuan

No.

tabung

Tanah

pasir

(gram)

B1

(mL)

B2

(mL)

B3

(mL)

B4

(mL)

Tepung

cangkang telur

(CaO) (gram)

1 500 80 - - - 20

2 500 80 - - - 35

3 500 80 - - - 50

4 500 - 80 - - 20

5 500 - 80 - - 35

6 500 - 80 - - 50

7 500 - - 80 - 20

8 500 - - 80 - 35

9 500 - - 80 - 50

10 500 - - - 80 20

11 500 - - - 80 35

12 500 - - - 80 50

Keterangan:

B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)

B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)

B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)

B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)

3.4.6 Uji Kadar Air (ASTMD 2216-71)

Cawan ditimbang (W1 gram) dan tanah dimasukan ke dalam cawan yang

kemudian ditimbang bersama tutupnya (W2 gram). Cawan berisi tanah dimasukkan

ke dalam oven dalam keadaan terbuka pada suhu 105-110 oC selama 16-24 jam.

Cawan yang telah di oven didinginkan dalam desikator, kemudian cawan berisi

tanah kering ditimbang bersama tutupnya (W3 gram). Kadar air dihitung dengan

rumus:

Kadar Air = W2−W3

𝑊3−𝑊1𝑥 100% .................................................(4)

3.4.7 Uji Berat Isi (Bulk Density) (SNI, 1994)

Ring sampel kososng dengan ukuran diameter 50 mm, tinggi 28 mm, dan

tebal 3 mm ditimbang (W1 gram). Ring diisi dengan sampel pasir kemudian

ditimbang (W2 gram). Analisis berat isi dihitung dengan rumus :

24

Berat Isi = W2−W1

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (cm3) ........................................................(5)

Keterangan:

W1 = berat ring sampel kosong (gram)

W2 = bierat ring sampel + tanah pasir (gram)

3.4.8 Uji Berat Jenis (SNI, 2008)

Piknometer kosong ditimbang (W1 gram). Pasir tanah hasil biosementasi

dimasukan ke dalam piknometer dan di timbang (W2 gram). Akuades dimasukan

ke dalam piknometer hingga terisi dua per tiganya. Piknometer yang berisi tanah

pasir didiamkan selama 24 jam. Piknometer yang telah didiamkan dipanaskan pada

suhu konstan selama 10 menit sehingga udara keluar seluruhnya. Piknometer

didinginkan dan ditambahkan aquades secukupnya kemudian ditimbang (W3

gram). Piknometer dikosongkan dan dibersihkan, kemudian diisi aquades dengan

temperatur yang sama lalu ditimbang (W4 gram). Berat jenis dihitung dengan

rumus:

Berat Jenis = W2−W1

(W2−W1)+(W4−W3) .........................................(6)

Keterangan:

W1 = berat piknometer kosong (gram)

W2 = berat piknometer berisi tanah pasir (gram)

W3 = berat piknometer berisi tanah dan akuades (gram)

W4 = berat piknometer berisi akuades (gram)

3.4.9 Uji Ruang Pori Total (Prasetio, 2011)

Ruang pori total menggunakan perhitungan turunan dari berat isi dan berat

jenis:

% Porositas = (1 −Berat Isi

Berat Jenis) 𝑥 100% ..............................(7)

25

3.4.10 Uji Permeabilitas (SNI, 1980)

Pasir kering diambil yang mengadung butiran pasir lolos saringan No. 200

lebih kecil dari 10%. Air dicampurkan secukupnya untuk menghindari agregasi

selama pengisian tabung sehingga campuran dapat mengalir bebas untuk

membentuk lapisan-lapisan dalam tabung. Tutup tabung dilepaskan lalu

dimasukkan batu pori ke dalamnya.

Campuran pasir dimasukkan ke dalam tabung dengan menggunakan corong

dengan gerakan melingkar sampai ketinggian tanah 6 cm. Lapisan tanah dipadatkan

dengan alat penumbuk. Prosedur 4 dan 5 diulangi sampai ketinggian yang

diinginkan. Batu pori diletakkan diatasnya dan dimasukkan pegas lalu tabung

ditutup, dicatat tinggi benda uji dalam tabung. Slang intake dihubungkan ke corong

melalui buret lalu corong diisi dengan air terus-menerus. Stopwatch dihidupkan dan

air yang keluar ditampung dengan gelas ukur. Waktu yang dibutuhkan dicatat untuk

mendapatkan volume tertentu.

Q = k x A x i x t ...................................................................(8)

k =Q x L

h x A x t .............................................................................(9)

Keterangan :

k = koefisien permeabilitas (cm/detik)

A = luas penampang (cm2)

L = panjang sampel (cm)

t = waktu pengamatan (detik)

Q = debit (cm3)

H = tinggi sampel (cm)

I = koefisien hidrolik (h/L)

26

3.4.11 Karakterisasi XRD (X Ray Difraction) (ASTM A751)

Sampel dan kontrol dihaluskan hingga menjadi serbuk yang halus, kemudian

ditempatkan pada preparat dan dipress dengan alat pengepress. Sampel yang sudah

dipress ditempatkan pada sampel holder dan disinari dengan sinar-X.

3.4.12 Karakterisasi SEM (Scaning Electron Microscopy) (ASTM E2809)

Sampel dilapisi dengan Pt dan ditempatkan pada instrumen SEM pada

rentang perbesaran 65, 150, 500, 850 kali hingga terlihat ukuran dan bentuk partikel

lempung dengan jelas dan dapat diketahui komposisi senyawa dari sampel.

3.4.13 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) (ASTM E2809)

Sampel cangkang telur digerus sebanyak 0,5 - 1,0 gram dan dicampur dengan

100 – 200 mgram serbuk KBr kering dengan lumping agate atau “vibrating ball

mill” hingga homogen. Campuran dimasukan ke dalam pencetak khusus

menggunakan spatula mikro. Pencetak dihubungkan dengan handy press. Tongkak

handy press dilepaskan dan cakram KBr dikeluarkan. Cakram KBr dimasukan ke

dalam KBr disc holder kemudian direkam spektrumnya.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kadar Kalsium Cangkang Telur ayam

Kadar kalsium cangkang telur ayam ditentukan menggunakan Atomic

Absorption Spectrofotometer (AAS). Hasil pengukuran kadar kalsium cangkang

telur secara duplo menggunakan AAS diperoleh absorbansi sebesar ± 0,6921.

Kurva standar kalsium yang dihasilkan adalah y = 0,0153x + 0,0005 dengan R2 =

0.9998 (Lampiran 1.). Kadar kalsium pada sampel cangkang telur ayam dapat

dihitung berdasarkan persamaan linear. Kadar kalsium cangkang telur ayam yang

diperoleh adalah sebesar ± 113.006,5 mg/L atau sebesar 56,5 % (Lampiran 2.).

Kadar kalsium pada cangkang telur ayam yang diperoleh hampir sama dengan

penelitian Haryono, et al (2018) yaitu sebesar 55,25 %. Reaksi sampel cangkang

telur ayam menghasilkan CaO melalui proses kalsinasi pada suhu 550 oC selama 3

jam adalah sebagai berikut (Triana et al., 2018).

CaCO3(s)

∆→ CaO(s) + CO2(g) ........................ (10)

Kalsium pada cangkang telur ayam berupa kalsium karbonat (CaCO3).

Kalsiun karbonat selanjutnya berubah menjadi CaO melalui proses kalsinasi.

Kalsinasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan organik pada serbuk

cangkang telur ayam (Haryono, et al., 2018). Reaksi pembentukan CaO melalui

proses kalsinasi sesuai dengan reaksi sebagai berikut (Handayani dan Faisal, 2017):

28

4.2 Nilai Kadar Air Tanah Pasir

Kadar air tanah berdasarkan hasil biosementasi berperan menunjukkan

kekuatan tanah. Hasil pengukuran kadar air tanah pasir disajikan pada Tabel 6:

Tabel 6. Hasil pengukuran kadar air tanah pasir

Sampel Kadar Air (% vol.)

Pasir 14,8

Pasir + CaO 12,4

Pasir + urea 16,1

Pasir + B2 36,5

Pasir + B4 14,6

Pasir + B1 + CaO 20 g 35,6

Pasir + B1 + CaO 35 g 30,7

Pasir + B1 + CaO 50 g 33,5

Pasir + B2 + CaO 20 g 36,2 Pasir + B2 + CaO 35 g 30,9

Pasir + B2 + CaO 50 g 34,2

Pasir + B3 + CaO 20 g 34,0

Pasir + B3 + CaO 35 g 35,0

Pasir + B3 + CaO 50 g 38,8

Pasir + B4 + CaO 20 g 33,0

Pasir + B4 + CaO 35 g 33,2

Pasir + B4 + CaO 50 g 35,1

Keterangan:

B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)

B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)

B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)

B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)

Tanah pasir memiliki nilai kadar air sebesar 15% (Hanafiah, 2005). Hasil uji

kadar air pada bioreaktor perlakuan semuanya mengalami kenaikan dari kontrol

pasir. Peningkatan kadar air terjadi ketika larutan bakteri diinjeksikan ke dalam

masing-masing sampel. Penurunan kadar air terjadi pada pasir ditambah CaO

dikarenakan tidak terjadi injeksi larutan dan CaO bersifat higroskopis. CaO mengisi

pori yang ada dalam tanah dan menyerap air (Yulfiah, 2018).

Kandungan air yang tinggi dalam tanah umumnya menyebabkan tekstur tanah

cenderung lembek, karena memiliki pori yang cukup besar untuk mengikat air,

sehingga struktur tanah menjadi kurang kuat dan kurang stabil (Triana, 2018).

29

Kadar air pada tanah akan menambah beban pada tanah sehingga akan menaikkan

tekanan air pori. Tekanan air pori akan mengurangi kekuatan material terhadap

pengaruh kelongsoran (Braja, 1995). Kadar air berpengaruh tehadap biosementasi

karena tanah akan memiliki kestabilan struktur yang cukup kuat dengan kandungan

air yang sedikit.

Proses biosementasi berdasarkan hasil yang didapat memberikan hasil yang

berbeda, yaitu terjadinya peningkatan kadar air dan memperkuat struktur tanah.

Perbedaan tersebut dikarenakan rekayasa pengaturan tempat terjadinya proses

biosementasi yang berbeda berupa tidak adanya saluran air pembuangan (Choi, et

al., 2016). Saluran pembuangan air yang tidak ada menyebabkan peningkatan kadar

air dari kontrol pasir. Kadar air yang meningkat pada proses biosementasi

berbanding lurus dengan memperkecil ukuran pori dikarenakan CaCO3 yang

terbentuk dari proses biosementasi mengisi lubang antar pori tanah dan merekatkan

butiran tanah (Breure, 2004; Widyati, 2013).

30

4.3 Nilai Berat Isi Tanah Pasir

Berat isi tanah setelah biosementasi berperan menunjukkan jumlah kristal

kalsium karbonat yang terbentuk. Hasil pengukuran berat isi tanah pasir disajikan

pada Tabel 7:

Tabel 7. Hasil pengukuran berat isi tanah pasir

Sampel Berat Isi (g/mL)

Pasir 1,20

Pasir + CaO 1,41

Pasir + urea 1,14

Pasir + B2 1,14

Pasir + B4 1,11

Pasir + B1 + CaO 20 g 1,25

Pasir + B1 + CaO 35 g 1,24 Pasir + B1 + CaO 50 g 1,36

Pasir + B2 + CaO 20 g 1,27

Pasir + B2 + CaO 35 g 1,25

Pasir + B2 + CaO 50 g 1,32

Pasir + B3 + CaO 20 g 1,25

Pasir + B3 + CaO 35 g 1,45

Pasir + B3 + CaO 50 g 1,33

Pasir + B4 + CaO 20 g 1,24

Pasir + B4 + CaO 35 g 1,30

Pasir + B4 + CaO 50 g 1,29

Keterangan:

B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)

B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)

B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)

B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)

Tanah pasir memiliki nilai berat isi sebesar 1,1-1,6 g/mL (Hardjowigeno,

2003). Hasil uji berat isi pada bioreaktor perlakuan semuanya mengalami kenaikan

dari kontrol pasir. Peningkatan berat isi terjadi karena semakin meningkatnya

jumlah kalsium karbonat yang terbentuk dari hasil biosmentasi. Peningkatan dan

penurunan berat isi tergantung pada jumlah presipitasi kalsium karbonat pada titik

injeksi (Sidik et al., 2014). Penurunan terjadi ketika tidak ada kalsium karbonat

yang terbentuk dan kandungan bahan organik yang relatif tinggi seperti pada pasir

ditambah urea, B2, dan B4.

31

Berat isi merupakan petunjuk kepadatan tanah, makin padat suatu tanah

makin tinggi berat isi, yang berarti makin sulit meneruskan air sehingga tanah

menjadi lebih stabil dan kuat. CaCO3 yang dihasilkan melalui teknik MICP

(Microbially induced carbonate precipitation) mengakibatkan ruang pori dalam

pasir terisi dan menjadi padat. Masa spesimen pasir meningkat setelah proses

biosementasi dikarenakan kepadatan isi yang meningkat (Wang, 2018).

Kerapatan masa tanah dengan tekstur kasar mempunyai kisaran 1,3 – 1,8

g/mL. Penentuan berat isi tanah sebelum diolah dapat digunakan sebagai indikasi

lapisan padat. Semakin padat lapisan tanah maka berat isinya semakin besar. Berat

isi tanah cenderung naik jika semakin dalam karena kandungan bahan organik yang

semakin rendah, kurangnya agregasi dan terjadinya pemadatan (Sudaryono, 2001).

32

4.4 Nilai Berat Jenis Tanah Pasir

Berat jenis tanah setelah biosementasi berperan menunjukkan jumlah kalsium

karbonat yang terbentuk. Hasil pengukuran berat jenis tanah pasir disajikan pada

Tabel 8.

Tabel 8. Hasil pengukuran berat jenis tanah pasir

Sampel Berat Jenis (g/mL)

Pasir 2,30

Pasir + CaO 2,37

Pasir + urea 2,39

Pasir + B2 2,38

Pasir + B4 2,35

Pasir + B1 + CaO 20 g 2,40

Pasir + B1 + CaO 35 g 2,40 Pasir + B1 + CaO 50 g 2,40

Pasir + B2 + CaO 20 g 2,40

Pasir + B2 + CaO 35 g 2,34

Pasir + B2 + CaO 50 g 2,34

Pasir + B3 + CaO 20 g 2,30

Pasir + B3 + CaO 35 g 2,33

Pasir + B3 + CaO 50 g 2,37

Pasir + B4 + CaO 20 g 2,41

Pasir + B4 + CaO 35 g 2,37

Pasir + B4 + CaO 50 g 2,38

Keterangan:

B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)

B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)

B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)

B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)

Tanah pasir memiliki nilai berat jenis sebesar 2,65-2,68 g/cm3 (Darwis,

2018). Hasil uji berat jenis tanah pada bioreaktor perlakuan semuanya mengalami

kenaikan dari kontrol pasir. Peningkatan berat jenis berbanding lurus dengan

peningkatan berat isi. Berat jenis tanah yang semakin tinggi akan membuat pori

tanah semakin kecil (Hanafiah,2005).

Nilai berat jenis yang sama dengan kontrol pasir pada pasir dengan bakteri

dalam media air limbah tahu (urea 10 g) ditambah CaO 20 g diperkirakan karena

jumlah bahan organik yang relatif sama. Berat jenis tanah diperlukan untuk

33

merencanakan konstruksi bangunan yang kekuatannya dipengaruhi oleh berat jenis

tanah (Sarmono, 1992). Berat jenis yang tinggi menandakan bahwa tanah tersebut

memiliki ukuran partikel yang lebih halus (Hakim, 1986).

4.5 Nilai Ruang Pori Total Tanah Pasir

Porositas tanah yang besar karena penyusun tekstur tanah didominasi fraksi

pasir yaitu lebih tinggi (95,49%) dibandingkan dengan penyusun yang lain yaitu

lempung dan debu (Sudaryono, 2001). Ruang pori total tanah setelah biosementasi

berperan menunjukkan kristal kalsium karbonat yang mengisi pori tanah. Hasil

pengukuran ruang pori total tanah pasir disajikan pada Tabel 9:

Tabel 9. Hasil pengukuran ruang pori total tanah pasir

Sampel Ruang Pori Total (%)

Pasir 48,1

Pasir + CaO 40,2

Pasir + urea 52,2

Pasir + B2 51,9

Pasir + B4 52,8

Pasir + B1 + CaO 20 g 48,0

Pasir + B1 + CaO 35 g 48,0

Pasir + B1 + CaO 50 g 43,4

Pasir + B2 + CaO 20 g 47,2

Pasir + B2 + CaO 35 g 46,6

Pasir + B2 + CaO 50 g 43,7

Pasir + B3 + CaO 20 g 45,6

Pasir + B3 + CaO 35 g 37,8

Pasir + B3 + CaO 50 g 43,9

Pasir + B4 + CaO 20 g 48,4

Pasir + B4 + CaO 35 g 45,4

Pasir + B4 + CaO 50 g 46,0

Keterangan:

B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)

B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)

B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)

B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)

Hasil uji ruang pori total pada bioreaktor perlakuan hampir semuanya

mengalami penurunan dari kontrol pasir. Penurunan ruang pori total terjadi karena

pengendapan kalsium karbonat mengisi pori-pori tanah pasir (Rong & Qian, 2012).

34

Kenaikan ruang pori total terjadi pada beberapa perlakuan berkisar antara 0,6-9,7%.

Kenaikan ruang pori total disebabkan karena penyebaran pengendapan kalsium

karbonat yang tidak merata pada bagian tanah, menyebabkan kemungkinan tidak

termasuk bagian yang dilakukan pengujian (Mahawish et al., 2018).

Menurut Islami (1995) dan Hillel (1981) porositas untuk tanah pasir

berkisar antara 30 – 50%, sedangkan tanah pasir ini mempunyai ruang pori makro

yang sangat mudah untuk pergerakan air dan udara, sehingga porositas pada tanah

yang mengandung banyak pasir cenderung tinggi. Penurunan nilai ruang pori total

sesuai dengan prinsip biosementasi yaitu CaCO3 yang terbentuk mengisi lubang

antar pori tanah dan akan merekatkan butiran tanah sehingga menurunkan nilai

ruang pori total. Penurunan ruang pori total dikarenakan pemadatan tanah.

Pemadatan tanah karena ruang pori terisi oleh partikel tanah terlarut dalam air

melalui proses pengendapan CaCO3. Porositas ditentukan oleh berat isi dan berat

jenis, karena berat jenis nilainya tetap, dengan demikian perubahan porositas

mengikuti perubahan berat isi (Sudaryono, 2001).

Faktor yang mempengaruhi porositas tanah adalah tekstur tanah. Tanah

yang memiliki kandungan pasir lebih banyak mempunyai pori-pori makro (ukuran

pori yang lebih besar) tetapi memiliki ruang pori yang kecil sehingga porositasnya

menjadi rendah. Besarnya porositas tanah yang ditentukan oleh kerapatan masa

tanah dan kerapatan partikel tanah berpengaruh kepada laju permeabilitas, di mana

semakin besar porositas maka semakin besar pula laju permebilitas tanahnya,

begitupun sebaliknya.

35

4.6 Nilai Permeabilitas Tanah Pasir

Permeabilitas tanah setelah biosementasi berperan menunjukkan kemampuan

pori-pori tanah menahan aliran air. Hasil pengukuran permeabilitas tanah pasir

disajikan pada Tabel 10:

Tabel 10. Hasil pengukuran permeabilitas tanah pasir

Sampel Permeabilitas (cm/detik)

Pasir 0,0041

Pasir + CaO 0,0075

Pasir + urea 0,0049

Pasir + B2 0,0034

Pasir + B4 0,0037

Pasir + B1 + CaO 20 g 0,0022

Pasir + B1 + CaO 35 g 0,0034 Pasir + B1 + CaO 50 g 0,0004

Pasir + B2 + CaO 20 g 0,0012

Pasir + B2 + CaO 35 g 0,0025

Pasir + B2 + CaO 50 g 0,0006

Pasir + B3 + CaO 20 g 0,0019

Pasir + B3 + CaO 35 g 0,0044

Pasir + B3 + CaO 50 g 0,0075

Pasir + B4 + CaO 20 g 0,0033

Pasir + B4 + CaO 35 g 0,0015

Pasir + B4 + CaO 50 g 0,0021

Keterangan:

B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)

B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)

B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)

B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)

Tanah pasir memiliki nilai permeabilitas tanah sebesar 10-3-1 cm/detik.

Hasil uji nilai permeabilitas pada bioreaktor perlakuan hampir semuanya

mengalami penurunan dari kontrol pasir. Biosementasi menurunkan permeabilitas

diperkirakan karena material yang dihasilkan dari aktivitas moikrobakteri akan

mengikat partikel-partikel tanah pasir sehingga tanah pasir menjadi lebih padat dan

menyumbat atau mengisi rongga-rongga antar partikel tanah pasir. Proses tersebut

menghambat adanya aliran air saat melewati partikel tanah. Nilai permeabilitas

yang semakin rendah menandakan bahwa semakin banyak kalsium karbonat

36

(CaCO3) yang terbentuk dari proses biosementasi (Choi, et al., 2016; Chu, et al.,

2013).

Penurunan permeabilitas tanah disebabkan oleh peningkatan berat isi dan

penurunan porositas tanah (Sudaryono, 2001). Permeabilitas tanah sangat

dipengaruhi oleh pori yaitu semakin besar pori dalam tanah maka semakin cepat

permeabilitas tanah tersebut. Biosementasi memperkecil ukuran pori dengan

perkembangan presipitasi kalsit (Al Qabany & Soga, 2013).

Kenaikan permebilitas tanah terjadi pada beberapa perlakuan dikarenakan

tanah bertekstur pasir mudah melewatkan air dalam tanah, sehingga permeabilitas

tinggi. Permeabilitas yang tinggi menyebabkan berkurangnya keuatan dalam tanah,

sehingga bila mendapatkan tekanan terhadap tanah tersebut dapat mengakibatkan

mudahnya tanah itu terjadi longsoran atau erosi (Al Qabany & Soga, 2013).

37

4.7 Karakteristik Tanah Pasir dengan XRD

Gambar 5. Pola difraksi tanah pasir hasil biosementasi

Pola difraksi CaCO3 dalam sampel pasir menggunakan bakteri media NB

dengan urea 10 g dan CaO 50 g menghasilkan puncak pada 2θ = 29,66o; 39,67o;

43,43o; 47,78o; dan 48,76o. Pola difraksi CaCO3 pada sampel pasir menggunakan

media air limbah tahu dengan urea 20 g dan CaO 35 g menghasilkan puncak

tertinggi pada 2θ = 29,39o dan 42,68o. Pola difraksi CaCO3 terbentuk setelah

mengalami proses biosementasi, sedangkan pada pasir tidak memiliki puncak

CaCO3 sesuai dengan hasil XRD. Perbedaan fasa pada difraktogram sinar-X sampel

pasir sebelum biosementasi dan sesudah biosementasi disajikan pada Gambar 5.

Difraktogram sinar-X pada pasir sebelum biosementasi sebagian besar tersusun atas

mineral SiO2. Difraktogram sinar-X pada pasir sesudah biosementasi menunjukan

adanya jenis mineral CaCO3.

38

Perbedaan intensitas CaCO3 beserta sudut 2θ pada pasir menggunakan bakteri

media NB dengan urea 10 g dan CaO 50 g dan pola difraksi CaCO3 dalam sampel

pasir menggunakan media air limbah tahu dengan urea 20 g dan CaO 35 g

dikarenakan media tumbuh bakteri. Media tumbuh bakteri menggunakan air limbah

tahu relatif bersifat asam dan dapat menurunkan pH lingkungan. Lingkungan

dengan pH menurun menyebabkan enzim urease yang terbentuk relatif lebih sedikit

dan kalsium karbonat yang terbentuk akan sedikit pula (Helmi et al., 2016).

Pola difraksi CaCO3 hasil biosementasi setelah diuji memiliki kemiripan

dengan data literatur pada JCPDS (Joint Committe on Power Diffraction Standars)

47-1743 dengan nilai 2θ sebesar 23,1 o; 29,4 o; 35,9 o; 39,5 o; 43,2 o; 47,6 o; 48,6 o;

dan 57,6 o. Hasil analisis XRD pada pasir dengan bakteri media NB (urea 10 g) +

CaO 50 g dan pasir dengan media air limbah tahu (urea 20 g) + CaO 35 g

menunjukan deposisi padat pengendapan kalsium karbonat yang dimediasi oleh

bakteri. Kristal CaCO3 yang dihasilkan dari proses biosementasi menyumbat pori

dalam tanah (Joshi, et al., 2018).

4.8 Morfologi Tanah Pasir menggunakan SEM

Pengujian dari SEM bertujuan mengamati morfologi dan distribusi endapan

kristal yang dihasilkan dari proses biosementasi. Pengendapan kalsium karbonat

hasil biosementasi memiliki ukuran dan lokasi pengendapan yang bervariasi.

Ukuran dan lokasi pengendapan kristal berkaitan dengan distribusi larutan dalam

pori yang dipengaruhi oleh kondisi saturasi (Cheng, et al., 2013).

39

Gambar 6. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 850x

Hasil analisis SEM pada Gambar 6. dapat disimpulkan bahwa pasir yang tidak

mengalami proses biosementasi dengan perbesaran 850x. Pasir memiliki

permukaan yang relatif halus tanpa bahan yang melekat dan terpisah satu sama lain.

Gambar 7. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g perbesaran

850x

40

Hasil analisis SEM pada Gambar 7. dapat disimpulkan pasir menggunakan

media NB dengan urea 10 dan CaO 50 g dengan perbesaran 850x. Hasil analisis

SEM pada Gambar 7 terdapat kalsium karbonat yang terbentuk melapisi atau

menempel pada butiran pasir. Kalsium karbonat terdistribusi secara acak dan

mengisi ruag-ruang kosong pada butiran pasir.

Gambar 8. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO 35 g

perbesaran 850x

CaCO3 ditemukan pada hasil biosmentasi permukaan pasir pada Gambar 8.

Kristal CaCO3 pada dasarnya dalam bentuk bola melekat pada permukaan partikel

pasir. Adanya kristal CaCO3 diawali dengan larutan bakteri yang disaring ke dalam

pasir, dan ruang pori yang terdapat dalam pasir akan ditempati oleh bakteri

(Bacillus subtilis). Urea dihidrolisis untuk menghasilkan CO32-

oleh enzim dari

aktivitas metabolisme bakteri. CO32- di lingkungan bereaksi dengan Ca2+ dalam

41

tepung cangkang telur ayam menghasilkan CaCO3. Kristal CaCO3 mengisi ruang

pori-pori pasir dan mengikat partikel-partikel pasir (Wang, et al., 2018).

Hasil uji SEM pada gambar 7 dan 8 terdapat kristal CaCO3 yang mengsisi

pori-pori diantara butiran pasir (Syaraki, et al., 2018). Hasil SEM menunjukan

deposisi kalsium karbonat yang dimediasi oleh bakteri. Kristal kalsit mengendap

pada permukaan dan diantara butiran pasir. Kristal kalsit yang dihasilkan berfungsi

sebagai semen untuk mengikat antar butiran pasir. Pengendapan CaCO3

dipengaruhi oleh parameter proses biosementasi, termasuk konsentrasi Ca2+, urea,

jumlah urease, dan jumlah injeksi larutan bakteri (Phua & Royne, 2018).

Pengendapan CaCO3 mengurangi 6-17% ruang kosong pada pori tanah dan

meningkatkan kepadatan relatif sebesar 63-64% karena pori-pori tanah diisi dengan

CaCO3 yang mengendap. Densifikasi yang efektif terjadi karena peningkatan

kandungan padatan CaCO3 sehingga memberikan peningkatan yang signifikan

pada sifat rekayasa tanah dalam hal peningkatan kuat geser, peningkatan kekakuan,

berkurangnya kompresibilitas dan permeabilitas (De Jong, et al., 2010).

42

4.9 Karakteristik Tepung Cangkang Telur Menggunakan FTIR

Gambar 9. Spektrum FTIR tepung cangkang telur sebelum dan sesudah kalsinasi

Spektrum inframerah tepung cangkang telur ayam yang ditampilkan pada

Gambar 9. memiliki bilangan gelombang pada 573,40; 712,95; 875,46 dan 1425,40

merupakan ion CO32- dalam CaCO3 pada pita warna hitam. Bilangan gelombang

875,08-1423,55 cm-1 berkaitan dengan vibrasi gugus karbonat. Perbedaan panjang

gelombang dan gugus fungsi senyawa dapat dilihat pada Tabel 11.

43

Tabel 11. Panjang gelombang dan gugus fungsi senyawa hasil uji FTIR

Bilangan

gelombang

(cm-1)

Gugus fungsi Jenis vibrasi

Bilangan

gelombang

referensi

(cm-1)

573,40 CO3- Ca-O 580

712,95 CO3- Ca-O 713

875,46 CO3- Ca-O 875

1425,40 CO3- C-O 1423

1797,05 CaO C=O 1798

3434,58 OH-

O-H 3439

3448,13 OH- 3439

Sumber: Tangboriboon et al., 2012

Pita serapan CaO pada sampel tepung cangkang telur ayam ditemukan pada

daerah 1797,05 dan yang menunjukan adanya vibrasi C=O dari oksida logam

(CO32-)hasil kalsinasi. Pita pada bilangan gelombang tersebut berhubungan dengan

spesi bidentat dan monodentat dari karbonat. Pita pada bilangan gelombang

tersebut dapat diartikan sebagai vibrasi stretching asimetri dari ikatan O-C-O dari

karbonat monodentat pada permukaan CaO (Grandos, et al., 2007; Tangboriboon

et al., 2012).

Pita FTIR yang muncul pada bilangan gelombang 3000-2400 cm-1 merupakan

mode peregangan CH. Bilangan gelombang 3400-3600 cm-1 merupakan

peregangan getaran dari molekul air. Pita intensitas yang relatif rendah pada

bilangan gelombang 3434,58 cm-1 tepung cangkang telur sebelum kalsinasi dan

3448,13 cm-1 tepung cangkang telur sesudah kalsinasi. Bilangan gelombang 3400

cm-1 merupakatan ikatan O-H dengan konsentrasi Ca(OH)2 yang rendah dalam

sampel (Naemchan, et al., 2008; Tangboriboon et al., 2012).

44

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil analisis dan pengujian

biosementasi tanah pasir dengan kalsium cangkang telur ayam dapat disimpulkan

bahwa:

1. Tepung CaO cangkang telur ayam memperkuat struktur tanah melalui proses

biosementasi dengan membentuk kristal CaCO3. Hasil uji XRD dan SEM

membuktikan adanya kristal CaCO3 hasil presipitasi Ca2+ tepung cangkang

telur ayam melalui proses biosementasi.

2. Struktur tanah pasir menjadi lebih baik dan kuat setelah proses biosementasi

dengan hasil uji nilai permeabilitas yang menurun dari kontrol negatif pasir.

Hasil uji nilai permeabilitas kontrol negatif tanah pasir yaitu sebesar 0,0041

cm/detik. Hasil uji nilai permeabilitas untuk pasir yang dilakukan proses

biosementasi menurun hingga nilai permeabilitas teredah pada komposisi pasir

menggunakan bakteri dalam media NB dengan urea 10 g dan CaO 50 g sebesar

0,0004 cm/detik.

5.2 Saran

Penelitian ini dapat dilakukan lebih lanjut dengan merancang komposisi yang

lebih baik dalam proses biosementasi tanah pasir untuk menghasilkan hasil yang

lebih baik dan kuat dari penelitian ini. Komposisi tepung cangkang telur ayam dan

jumlah injeksi larutan bakteri harus diperbanyak. Tipe bioreaktor lain dengan

adanya saluran air diperkirakan akan mendapatkan hasil yang lebih baik. Ukuran

butir pasir yang digunakan untuk proses biosementasi disarankan untuk

45

diseragamkan agar proses biosementasi dapat merekatkan butiran pasir dengan

baik.

46

DAFTAR PUSTAKA

[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1980. Pengujian Permeabilitas. Jakarta: BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1990. Uji Butiran Tanah Ayakan. Jakarta: BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1992. Pengujian Kuat Geser Langsung. Jakarta:

BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1994. Pengujian Berat Isi Tanah. Jakarta: BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1994. Uji Berat Volume Tanah. Jakarta: BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia. 2008. Cara Uji Berat Jenis Tanah. Jakarta: BSN.

Aini, F. N., Wahyuni, D., & Suhesti, R. G. 2013. Penghambatan Pertumbuhan

Colletotrichum gloeosporioides oleh Trichoderma harzianum, Trichoderma

koningii, Bacillus subtilis dan Pseudomonas fluorescens Growth Inhibition of

Colletotrichum gloeosporioides by Trichoderma harzianum, Trichoderma

koningii. Pelita Perkebunan. Vol. 29 (1): 44–52.

Al Qabany, A. A. & Soga K. 2013. Effect of Chemical Treatment Used in MICP

on Engineering Properties of Cemented Soils. Geotechnique. Vol. 63 (10):

331-229.

Aminah, S., & Wulandari M.. 2016. Calcium Content And Flour Yield Of Poultry

Eggshell With Acetic Acid Extraction. University Reasearch Coloqium: 49–

53.

Arsyad, S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Bogor: IPB Press.

Badan POM RI. 2010. Acuan Sediaan Herbal. Jakarta: Badan Pengawas Obat dan

Makanan Republik Indonesia.

Basset, J., Denney R. C., Jeffrey G. H., & M. J. 1994. Buku Ajar Vogel Kimia

Analisa Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC.

Braja, D. M. 1995. Mekanika Tanah 1. Jakarta: Erlangga.

Breure, A. M. 2004. Soil Biodiversity: Measurements, Indicators, Threats and Soil

Function. Spain: Leon.

Burbank, M. B. W., Barbara C. W., Thomas J. C., & Ronald L. G. T. L. 2011.

Precipitation Of Calcite By Indigenous Microorganisms To Strengthen

Liquefiable Soils. Geomicrobiology Journal. Vol. 28: 301-3012.

Cao, T., Mckenry, M. V, Duncan, R. A., Dejong, T. M., Kirkpatrick, B. C., &

Shackel, K. A. 2006. Influence of Ring Nematode Infestation and Calcium,

Nitrogen, and Indoleacetic Influence of Ring Nematode Infestation and

Calcium, Nitrogen, and Indoleacetic Acid Applications on Peach

Susceptibility to Pseudomonas syringae pv . syringae. Phytopathology.Vol. 96

(6): 608-614.

47

Cheng, L., Ralf C. R., & Mohamed A. S. Cementation of Sand Soil by Microbially

Induced Calcite Precipitation at Various Degrees of Saturation. Can. Geotech.

Vol. 50: 81-90.

Choi, S., Wu, S., & Chu, J. 2016. Biocementation for Sand Using an Eggshell as

Calcium Source. Journal of Geotechnical and Geoenviromental Enginering:

2–5.

Chu, J., Ivanov V., Stabnikov., Li B. 2013. Microbial Method for Construction of

an a Quaculture Pond in Sand. Geotechnique. Vol. 63 (10): 871-875.

Cullity B. D. & Stock S. R. 2001. Element of X-Ray Difraction. New Jersey:

Prentice Hall.

Darmawijaya, I. 1990. Klasifikasi Tanah. Yogyakarta: Gajah Mada University

Press.

Darwis, H. 2018. Dasar-dasar Mekanika Tanah (1st ed.). Yogyakarta: Pena Indis.

DeJong, J. H. M., Liu, Y., Bollon, A. P., Long, R. M., Jennewein, S., Williams, D.,

& Croteau, R. B. 2006. Genetic engineering of taxol biosynthetic genes in

Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology and Bioengineering, 93(2), 212–

224. https://doi.org/10.1002/bit.20694

Dejong, J. T., Mortensen, B. M., Martinez, B. C., & Nelson, D. C. 2010. Bio-

mediated soil improvement, Vol. 36: 197–210.

Dinas Perternakan. 2015. Statistik Perternakan dan Kesehatan Hewan. Jakarta:

Dinas Perternakan.

Ditjen POM. 1995. Farmakope Indonesia. Jakarta: Depkes RI.

Gillespie, S., & Bamford, K. 2009. Mikrobiologi Medis dan Infeksi (3rd ed.).

Jakarta: Erlangga.

Hadioetomo, R. S. 1985. Mikrobiologi Dasar-dasar Praktik. Jakarta: Gramedia.

Hanafiah, K.A. 2005. Dasar-dasar ilmu tanah. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.

Handayani, L., & Faisal S. 2017. Isolasi dan Karakterisasi Nanokalsium dari

Cangkang Tiram (Crassostrea gigas). JPHPI. Vol. 20 (3): 515-523.

Hardiyatmo, H. C. 2002. Mekanika Tanah I.Yogyakarta: Gadjah Mada University

Press.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah Ultisol. Jakarta: Akademika Pressindo. 286

hal.

Hartono, T. & I. 2010. Kiat Sukses Menetaskan Telur Ayam. Yogyakarta: Argo

Media Pustaka.

Haryono, C. N., Rukiah, Yati B. Y. 2018. Kalsium Oksida Mikropartikel Dari

Cangkang Telur Sebagai Katalis Pada Sintesis Biodiesel Dari Minyak Goreng

Bekas. Jurnal Material dan Energi Indonesia. Vol. 08 (01): 8-15.

Hasibuan, B. E. 2006. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Medan: Departemen Ilmu Tanah

48

Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Helmi, F. M., Hemdan R. E., Sherif M. E., Abeer F. E. 2016. Calcium Carbonate

Precipitation Induced by Ureolytic Bacteria Bacillus licheniformis. Ecological

Engineering. Vol. 90: 367-371.

Hillel. 1981. Fundamental of Soil Physics. New York: Academic Press.

Idaman, N. S. & Heru D. W. 1999. Teknologi Pengolahan Air Limbah Tahu-Tempe

dengan Proses Biofilter Anaerob dan Aerob. Jakarta: BPPT.

Islami T & Utomo. Hubungan Tanah, Air dan Tanaman. Semarang: IKIP Semarang

Press.

Joshi, S., Sheweta G., M. Sudhakara R. 2018. Influence of Nutrient Components of

Media on Structural Properties of Concrete During Biocementation.

Construction and Building Materials. Vol. 158: 601-6013.

Karol, R. H. 2003. Chemical Grouting and Soil Stabilization. Marcel Dekker: New

York.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

King’ori, A. M. 2011. Review of the Factors That Influence Egg Fertility and

Hatchabilty in Poultry.pdf. International Journal of Poultry Science. Vol. 10:

483–492.

Kusuma M. N. & Yulfiah Y. 2018 Hubungan Porositas dengan Sifat Fisik Tanah

pada Infiltration Gallery. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan. 6:

43-50.

Lakshmidevi R. & Muthukumar K. 2010. Enzymatic Saccharification and

Fermentation of Paper and Pulp Industry Effluent for Biohydrogen

Pruduction. International Journal of Hydrogen Energy. Vol. 3 (35): 389-400.

Leary, J., & C. W. 1998. Bacillus. Laboratory Guide for Identification of Plant

Pathogenetic Bacteria (2nd ed.). St. Paul Minnesota: The American

Phytophatology Society.

Lidya B, Djenar N. S. 2000. Dasar bioproses. Jakarta: Direktoral Jendral

Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.

Liu, L., Liu, H., Xiao, Y., Chu, J., Xiao, P., & Wang, Y. 2017. Biocementation of

calcareous sand using soluble calcium derived from calcareous sand. Bull Eng

Geol Environ.

Mahawish, A., Bouazza A., & Gates W. P. 2018. Effect of Particle Size Distribution

on the Bio-cementation of Coarse Aggregates. Acta Geotechnical. Vol. 78 (8):

4002-4011.

Montoya B. M, D. J. 2015. Stress-strain behavior of sands cemented by microbially

induced calcite precipitation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental

Engineering. Vol. 6: 141.

Naemchan, K., S. Meejoo, W. Onreabroy, & Limsuan. 2008. Temperature Effect

49

on Chicken Egg Shell Investigated by XRD, TGA and FTIR. Advances

Materials Research. Vol. 55-57: 333-336.

No, H. K., Lee, S. H., Park, N. Y., & Meyers, S. P. 2003. Comparison of

Physicochemical, Binding, and Antibacterial Properties of Chitosans Prepared

without and with Deproteinization Process. Journal of Agricultural and Food

Chemistry. Vol. 51 (26): 7659–7663.

Paassen, L. A. Van, Harkes, M. P., Zwieten, G. A. Van, Zon, W. H. Van Der, Star,

W. R. L. Van Der, & Loosdrecht, M. C. M. Van. 2009. Scale up of BioGrout :

a biological ground reinforcement method Agrandissement de BioGrout :

méthode biologique pour la consolidation des sols: 2328–2333.

Phua, Y. J. & A. Royne. 2018. Bio-cementation Through Controlled Dissolution

and Recrystallization of Calcium Carbonate. Construction and Building

Materials. Vol. 167: 657-668.

Prasetio M. Y. A. 2011. Porositas dan Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir

Tailing Timbang Timah dan Pasir Besi. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.

Priyakul, K. & Iamchaturapatr. 2013. Biocementation Through Microbial Calcium

Carbonate Precipitation. J Ind Technol. Vol. 9 (3): 195-218.

Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat. 1994. Laporan Akhir Survei dan Pemetraan

Sumber Daya Tanah Daerah Yogyakarta dan Sekitarnya Provinsi Daerah

Istimewa Yogyakarta Tingkat Semi Detail (Skala 1:50.000). Bogor: Pusat

Penelitian Tanah dan Agroklimat.

Rong, H. & Qian C. 2012. Characterization of Microbe Cementitious Materials.

Chinese Science Bulletin. Vol. 57 (11): 1333-1338.

Salle, K. M. 2015. Pemeriksaan Kekuatan Tanah dengan Mengguanakan Geotextil

Berlapis (Studi Kasus: Ring Road). Tekno. Vol. 13 (6): 33-42.

Setiano, T. E., Yuseph M., & Bambang S. 2017. Studi Pengaruh Mikrobateri

Terhadap Permeabilitas dan Kuat Geser Tanah Lempung dengan Variasi

Waktu Pemeraman. E-JournalMatriks Teknik Sipil. Vol (1) 1:280-288.

Shammas, N. K., & Wang, L. K., W. Z. 2009. Handbook of Enviromental

Engineering, Volume: Biological Treatment Processes. New York: Humana

Press.

Sidik W. S., Canakci H., Killic I. H., & Ceklic F. 2014. Applicability of

Biocementation for Organic Soil and its Effect on Permeability.

Geomechanics and Engineering. Vol. 7 (6): 649-663.

Smallman, R. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa (6th ed.). Jakarta:

Erlangga.

Soesanto, L. 2008. Pengantar Pengendalian Hayati Penyakit Tanaman, Suplemen

ke Gulma dan Nematoda. Purwokerto: Rajawali Pers.

Stevens, M. P. 2001. Kimia Polimer (1st ed.). Jakarta: PT. Pradnya Paramita.

50

Sudaryono. 2001. Pengaruh Pemberian Bahan Pengkondisi Tanah Terhadap Sifat

Fisik dan Kimia Tanah pada Lahan Marginal Berpasir. Jurnal Teknologi

Lingkungan. Vol. 2 (1): 106-112.

Suharta & Prasetyo. 2008. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT Raja Grafindo

Persada.

Supriadi. 2006. Analisis risiko agens hayati untuk pengendalian patogen pada

tanaman. Jurnal Litbang Pertanian. Vol. 25 (3): 75–80.

Sutanto, R. 2005. Dasar – Dasar Ilmu Tanah, Konsep dan Kenyataan. Yogyakarta:

Kanisius.

Sutedjo M.M. & Kartasapoetra A.G. 2002. Pengantar Ilmu Tanah. Jakarta: Rineka

Cipta.y.

Sharaky, A., Naglaa S. M., Mohie E. E., & Nehad M. S. 2018. Application of

Microbial Biocementation to Improve the Physico-mechanical Properties of

Sandy Soil. Contruction and Building Material. Vol. 190: 861-869.

Tangboriboon, N., Kunanuruksapong R., & Sirivat A. 2012. Preparation and

Properties of Calcium Oxide From Eggshells Via Calcination. Materials

Science-Poland. Vol. 30 (4): 313-322.

Triana, A., Rima R. H., Aflakhur R., & Hanies A. 2018. Pengaruh Kalsium

Terhadap pH Tanah dalam Proses Biosementasi. Teknologi Lingkungan. Vol.

49 (7): 189-193.

Wang, Z., Nan Z., Jinhua D., Chen L., & Yong J. 2018. Eksperimental Study on

Wind Erosion Resistance and Strength of Sands Treated with Microbial-

Induced Calcium Carbonate Precipitation. Materials Science and Engineering.

Vol. 1 (1): 1-10.

Warsy, Sitti C., Waode R. 2016. Optimalisasi Kalsium Karbonat dari Cangkang

Telur untuk Produksi Pasta Komposit. Al-Kimia. Vol. 4 (2): 86-97.

Widyati, E. 2013. Pentingnya Keragaman Fungsional Organisme Tanah Terhadap

Produktivitas Lahan. Tekno Hutan Tanaman. Vol. 6 (1): 29-37.

Willey, J. M., Sherwood L. M., & Woolverton C. J. 2008. Prescott, Harley, and

Klein’s Microbiology. New york: McGraw Hill.

Yulfiah, Y., & Kusuma M. N. 2018. Hubungan Porositas dengan Sifat Fisik Tanah

pada Infiltration Gallery. Sains dan Teknologi Terapan. Vol 6. (1): 43-50.

Yuliani, E. 2015. Studi Efektivitas Perbaikan Struktur Tanah Berpasir dengan

Metode Bioclogging dan Biocementation. Teknik Pengairan. Vol. 6: 167–174.

Yulipriyanto, H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaannya Yogyakarta:

Graha Ilmu.

Yuwanta, T. 2010. Telur dan Kualitas Telur. Yogyakarta: Gajah Mada University

Press.

51

Yuwono, S.D., & Hadi S. 2008. Production of Lactic Acid from Onggok and Tofu

Liquid Waste with Concentrate Maguro Waste Supplement by Streptococcus

bovis. AUS J Basic Appl Sci. Vol. 2 (4): 939-942.

52

LAMPIRAN

Lampiran 1. Nilai absorbansi dan kurva kalibrasi Ca

Konsentrasi (mg/L) Absorbansi

0,1 0,0030

0,5 0,0098

1 0,0184

2 0,0310

5 0,0728

10 0,1535

20 0,296

30 0,4575

40 0,614

50 0,7675

Lampiran 2. Perhitungan kadar kalsium cangkang telur ayam

Konsentrasi Ulangan 1 = (0,6921 − 0,0005)

0,0153

= 45,2026 mg/L

y = 0,0153x + 0,0005

R² = 0,9998

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 10 20 30 40 50 60

Abso

rban

si

Konsentrasi (mg/L)

53

Konsentrasi Ulangan 2 = (0,6921 − 0,0005)

0,0153

= 45,2026 mg/L

Kadar Kalsium Sampel = Konsentrasi kalsium x Faktor pengenceran

= 45,2026 x 2500

= 113.006,5 mg/L

Sampel Ca = 5 g/25 mL

= 5000 mg/0,025 L

= 200000 mg/L

Kadar Ca (%) = 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐶𝑎 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑠𝑖𝑠

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐶𝑎 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑥 100%

= 113.006,5 𝑚𝑔/𝐿

200000 𝑚𝑔/𝐿 𝑥 100%

= 56,5 %

54

Lampiran 3. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 65x, 150x, dan 500x

55

Lampiran 4. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO 35 g

perbesaran 65x, 150x, dan 500x

56

Lampiran 5. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g perbesaran

65x, 150x, dan 500x