karakterisasi lumpur hasil pengolahan air …perpustakaan.fmipa.unpak.ac.id/file/skripsi...
TRANSCRIPT
KARAKTERISASI LUMPUR HASIL PENGOLAHAN AIR PDAM TIRTA
PAKUAN BOGOR
SKRIPSI
Disusun Oleh :
Shelvi
(062108012)
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PAKUAN
BOGOR
2012
KARAKTERISASI LUMPUR HASIL PENGOLAHAN AIR PDAM TIRTA
PAKUAN BOGOR
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Pakuan
Bogor
Disusun Oleh :
Shelvi
(062108012)
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PAKUAN
BOGOR
2012
Shelvi. 062108012. 2012. THE CHARACTERIZATION OF SLUDGE
PRODUCED BY WATER TREATMENT OF PDAM TIRTA PAKUAN BOGOR.
Under the guidance of Dr. Sutanto, M.Si. and Rinda Lilianti, S.T., M.Si.
SUMMARY
PDAM Tirta Pakuan Bogor is a surface water treatment company that
produces clean water, but the treatment process produces byproducts, namely the
sludge. The increase in the amount of the sludge depends on the debit and
turbidity of raw water. The sludge generated at the filtration unit preceded by
coagulation and flocculation. Before the the sludge discharged to the
environment, please be aware that the disposal of the sludge quality could be
controlled by not damaging the environment. The sludge can also be used for
various purposes such as urug materials, mixed materials, or to mix fertilizer.
This research aims to studying the chemical properties of the the sludge mainly
contains heavy metals and nutrients for plants, then conducted the analysis first.
The sludge samples from filtration unit of PDAM Tirta Pakuan Bogor, was
sampled at the time it did not rain (A) and when it rains (B) and conducted twice
replications. The tests are performed with some parameters, namely the
measurement of pH, Fe, Mg, Cu, N, P, K, and Cd. Measurement of pH using a pH
meter, and for the determination of levels of metals in this research using Atomic
Absorption Spectrophotometer method, except for the determination of P by using
Uv-Vis Spectrophotometer, while for the determination of total N using the
Kjeldahl method.
The results of the analysis of in the elements of P gained 42.9 µg/g in the
sludge A and 22.4 µg/g in the sludge B. The element K obtained by equal 69.5 µg
/g in the sludge A and 52.4 µg/g in the sludge B. While the result of N total is
0.0348% obtained in the sludge A and 0.027% in sludge B. Fe content in the
sludge A rate is 83 µg/g and sludge B is 34.6 µg/g, Mg content in the sludge A
obtained at 543.4 µg/g and sludge B of 1036.9 µg /g, content Cu sludge A is 8.9
µg/g and sludge B is 7.7 µg /g, and the content of Cd when is not rain as
compared to when it rains that is 2 µg/g, while in the sludge B is not detected. The
sludge generated by the processing of water treatment at PDAM Tirta Pakuan
Bogor can be used as a fertilizer mixed because the sludge PDAM contains
nutrients, but the the sludge containing heavy metal of Cd then before utilized or
disposed need to do some further processing of such as reduced levels of the
metal.
Key Words : Sludge, Clean Water, Filtration
Shelvi. 062108012. 2012. KARAKTERISASI LUMPUR HASIL
PENGOLAHAN AIR PDAM TIRTA PAKUAN BOGOR. Dibawah bimbingan
Dr. Sutanto, M.Si. dan Rinda Lilianti, S.T., M.Si.
RINGKASAN
PDAM Tirta Pakuan Bogor merupakan perusahaan pengolah air
permukaan yang memproduksi air bersih, namun pada proses pengolahan tersebut
menghasilkan produk samping, yaitu berupa lumpur. Kecenderungan peningkatan
jumlah lumpur tergantung pada debit dan kekeruhan air baku. Lumpur tersebut
dihasilkan pada unit filtrasi yang didahului oleh proses koagulasi dan flokulasi.
Sebelum lumpur dibuang ke lingkungan, perlu diketahui kualitasnya agar
pembuangan lumpur dapat dikendalikan dengan tidak merusak lingkungan.
Lumpur juga dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti bahan urug,
campuran bahan bangunan, atau untuk campuran pupuk. Penelitian ini bertujuan
mempelajari sifat-sifat kimia lumpur terutama kandungan logam berat dan unsur
hara bagi tanaman, maka dilakukan analisis terlebih dahulu.
Sampel lumpur berasal dari unit filtrasi PDAM Tirta Pakuan Bogor,
disampling pada saat tidak hujan (A) dan saat hujan (B) dan dilakukan sebanyak
dua kali ulangan. Pengujian dilakukan dengan beberapa parameter yaitu
pengukuran pH, Fe, Mg, Cu, N, P, K, dan Cd. Pengukuran pH menggunakan pH
meter, dan untuk penetapan kadar logam dalam penelitian ini menggunakan
metode Spektrofotometer Serapan Atom, kecuali untuk penetapan P dengan
menggunakan Spektrofotometer Uv-Vis, sedangkan untuk penetapan N total
dengan menggunakan metode kjeldahl.
Hasil analisis lumpur didapatkan pada unsur P sebesar 42,9 µg/g pada
lumpur A dan 22,4 µg/g pada lumpur B. Pada unsur K diperoleh sebesar 69,5 µg/g
pada lumpur A dan 52,4 µg/g pada lumpur B. Sedangkan N Total didapat sebesar
0,0348% pada lumpur A dan 0,027% pada lumpur B. Kadar Fe pada lumpur A
sebesar 83 µg/g dan lumpur B sebesar 34,6 µg/g, kadar Mg pada lumpur A
didapat sebesar 543,4 µg/g dan lumpur B sebesar 1.036,9 µg/g, kadar Cu lumpur
A sebesar 8,9 µg/g dan lumpur B sebesar 7,7 µg/g, dan kadar Cd pada lumpur A
yaitu 2 µg/g sedangkan pada lumpur B tidak terdeteksi. Lumpur yang dihasilkan
oleh pengolahan air di PDAM Tirta Pakuan Bogor dapat dimanfaatkan sebagai
bahan campuran pupuk karena lumpur PDAM mengandung unsur-unsur hara,
namun lumpur mengandung logam berat Cd maka sebelum dimanfaatkan atau
dibuang perlu dilakukan beberapa pengolahan lanjutan misalnya dengan
menurunkan kadar logamnya.
Kata Kunci: Lumpur, Air jernih, Filtrasi
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan
pertolongan-Nya dalam menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Karakterisasi
Lumpur Hasil Pengolahan Air PDAM Tirta Pakuan Bogor”. Skripsi ini disusun
berdasarkan penelitian yang dilakukan di Laboratorium Perusahaan Daerah Air
Minum (PDAM) Tirta Pakuan Cipaku, Bogor dan Laboratorium Balai Penelitian
Ternak (BALITNAK), Ciawi, Bogor. Skripsi ini disusun sebagai kelengkapan
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains Program Studi Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pakuan Bogor.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan untuk penyempurnaan skripsi ini.
Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak H. Memet Gunawan, S.E selaku Direktur Utama PDAM Tirta
Pakuan Bogor yang telah mengijinkan penelitian di PDAM Tirta Pakuan
Bogor.
2. Bapak Adi Gunadi, S.T selaku Kepala Bagian Produksi PDAM Tirta
Pakuan Bogor yang telah membantu selama berjalannya penelitian ini.
3. Ibu Dr. Prasetyorini selaku Dekan Fakultas MIPA Universitas Pakuan
Bogor.
4. Bapak Dr. Sutanto, M.Si dan Ibu Rinda Lilianti, S.T., M.Si selaku
pembimbing I dan pembimbing II yang telah berkenan membimbing dan
memberikan saran dalam proses penelitian dan pembuatan skripsi ini.
5. Bapak Drs. Husain Nashrianto, M.Si dan ibu Ade Heri Mulyati, M.Si
selaku Ketua dan sekretaris Jurusan Program Studi Kimia FMIPA
Universitas Pakuan Bogor.
6. Bapak Iyan Sofyan dan seluruh karyawan khususnya di Sub Bagian
Laboratorium dan pada umumnya di bagian pengolahan air yang telah
membantu saat berjalannya penelitian ini.
7. Bapak dan Ibu saya tercinta yang selalu memberikan dukungan moril dan
materil.
ii
8. Kakak tercinta yang telah memberikan dukungan.
9. Teman-teman Jurusan Kimia angkatan 2008 yang telah berjuang bersama-
sama (Novi, Dea, Oskar, Dharma, Tiar, Siska, Retno, Zaenal, Agung,
Amen, Kania, Desi, Griya, Anggun, dan Deo).
Bogor, November 2012
Shelvi
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................... i
DAFTAR ISI .................................................................................................. iii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian .......................................................................... 2
1.3. Manfaat Penelitian ......................................................................... 2
1.4. Hipotesis Penelitian ....................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Limbah .......................................................................................... 3
2.2. Lumpur PDAM ........................................................................... 3
2.3. Karakteristik Lumpur ................................................................... 5
2.4. Pemanfaatan Lumpur PDAM ....................................................... 5
2.5. Parameter Pengujian ..................................................................... 6
1. pH ............................................................................................ 7
2. Besi (Fe) .................................................................................. 7
3. Magnesium (Mg) ..................................................................... 8
4. Tembaga (Cu) .......................................................................... 8
5. Kalium (K) .............................................................................. 9
6. Fosfor (P) ................................................................................ 10
7. Nitrogen (N) ............................................................................ 11
8. Kadmium (Cd) ........................................................................ 12
2.6. Penetapan Kadar Air .................................................................... 12
2.7. Metode Kjeldahl ........................................................................... 13
2.8. Spektrofotometri .......................................................................... 13
2.8.1. Spektrofotometer Serapan Atom ................................... 14
2.8.2. Spektrofotometri UV-Vis .............................................. 17
iv
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 19
3.2. Bahan dan Alat Penelitian ............................................................. 19
3.2.1. Bahan ............................................................................. 19
3.2.2. Alat ................................................................................. 19
3.3. Pengambilan Sampel .................................................................... 19
3.4. Parameter Uji Lumpur .................................................................. 20
3.4.1. Pengukuran pH ............................................................... 20
3.4.2. Penetapan Kadar Air ..................................................... 20
3.4.3. Preparasi Sampel ........................................................... 20
3.4.4. Analisis Secara SSA ...................................................... 21
3.4.5. Penetapan N Total Metode Kjeldahl ............................. 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengambilan Sampel .................................................................... 24
4.2. Hasil Pengukuran pH ................................................................... 24
4.3. Penetapan Kadar Air .................................................................... 24
4.4. Hasil Analisis Inlet Pengolahan Limbah Air PDAM ................... 24
4.5. Hasil Analisis Lumpur ................................................................. 25
4.5.1. Hasil Analisis Fe ........................................................... 25
4.5.2. Hasil Analisis Mg .......................................................... 26
4.5.3. Hasil Analisis Cu .......................................................... 26
4.5.4. hasil Analisis K ............................................................. 27
4.5.5. Hasil Analisis P ............................................................. 27
4.5.6. Hasil Analisis N total .................................................... 28
4.5.7. Hasil Analisis Cd .......................................................... 28
4.5.8. Data Analisis Lumpur PDAM ....................................... 29
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ...................................................................... 31
5.2. Saran ................................................................................. 31
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 32
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Hasil Analisis Inlet Pengolahan Limbah Air PDAM ........................ 25
Tabel 2. Hasil Analisis Fe Lumpur ................................................................. 25
Tabel 3. Hasil Analisis Mg Lumpur ................................................................ 26
Tabel 4. Hasil Analisis Cu Lumpur ................................................................. 26
Tabel 5. Hasil Analisis K Lumpur .................................................................. 27
Tabel 6. Hasil Analisis P Lumpur ................................................................... 28
Tabel 7. Hasil Analisis Cd Lumpur ................................................................. 29
Tabel 8. Data Analisis Lumpur PDAM ........................................................... 29
Tabel 9. Data Analisis Konsentrasi Masing-masing Logam ........................... 48
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Grafik Analisis Lumpur PDAM .................................................... 30
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Diagram Alir Proses Pengolahan Air PDAM Tirta Pakuan Bogor...35
Lampiran 2. Diagram Alir Kerja Analisis Lumpur PDAM………………….. 36
Lampiran 3. Pengukuran Sampel Dengan SSA……………………………… 37
Lampiran4. Penetapan P Dengan Spektrofotometer UV-Vis……………….. 38
Lampiran 5. Penetapan N Total Dengan Metode Kjeldahl…………………... 39
Lampiran 6. Hasil Pengukuran Lumpur Hasil Pengolahan Air PDAM ……... 40
Lampiran 7. Data Absorbansi Larutan Standar Fe …………………………... 41
Lampiran 8. Data Absorbansi Larutan Standar Mg ………………………….. 42
Lampiran 9. Data Absorbansi Larutan Standar Cu …………………………... 43
Lampiran 10. Data Absorbansi Larutan Standar K …………………………... 44
Lampiran 11. Data Absorbansi Larutan Standar P..………………………….. 45
Lampiran 12. Data Absorbansi Larutan Standar Cd ………………………… 46
Lampiran 13. Contoh Perhitungan Kadar Fe ………………………………… 47
Lampiran 14. Data Perhitungan Kadar Air …………………………………... 49
Lampiran 15. Data Perhitungan N Total ……………………………………... 50
Lampiran 16. Hasil Analisis Air Baku PDAM Tirta Pakuan Bogor …………. 51
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di daerah perkotaan Indonesia, rumah tangga merupakan pemakai air
bersih terbesar, sekitar 68 persen total produksi air diserap oleh rumah tangga
(Djayadiningrat, 1992), khususnya di kota Bogor. Mayoritas pemakai air bersih
adalah rumah tangga dengan cakupan sebesar 93% (PDAM, 2012). Air bersih
sebagai kebutuhan dasar (basic need) perkotaan diproduksi oleh Perusahaan
Daerah Air Minum (PDAM), dan hasil samping produksi tersebut adalah berupa
lumpur (sludge). Seiring dengan peningkatan laju pertumbuhan penduduk di kota
Bogor mengakibatkan bertambahnya kebutuhan air, maka hasil samping berupa
lumpur endapan juga meningkat (Mary Selintung dan Azikin, 2003).
Lumpur PDAM Tirta Pakuan Bogor ini setelah melalui tahapan proses
sludge drying bed, kemudian lumpur disimpan dalam bak penampungan yang
semakin lama semakin penuh, sehingga akhirnya lumpur tersebut harus dibuang
ke lingkungan. Dipastikan bahwa lumpur tersebut dapat dimanfaatkan untuk
menyuburkan tanah khususnya tanaman disekitarnya. Maka untuk memastikan
unsur-unsur apa saja dan berapa kadar unsur tersebut dilakukan analisis agar
diketahui konsentrasinya. Pada dasarnya, lumpur merupakan bagian dari tanah
yang terbawa hanyut oleh aliran air sungai. Tanah tersusun dari empat bahan
utama, yaitu : bahan mineral, bahan organik, air, dan udara (Saeni, 1989).
Parameter yang diuji meliputi pengujian kadar logam yang berbahaya maupun
unsur-unsur essensial yang dapat membantu menyuburkan tanah.
Lumpur yang akan dibuang ke lingkungan harus memenuhi beberapa kriteria
tertentu, yakni salah satunya tidak mencemari lingkungan, maka lumpur yang
akan dibuang perlu dianalisis terlebih dahulu sebelum dimanfaatkan. Dengan
demikian penelitian ini dilakukan untuk mengetahui suatu kadar sesuai parameter
yang akan diuji, yakni menganalisis kadar Mg, Cu, Fe, P, K, dan Cd
menggunakan metode Spektrofotometri, sedangkan untuk menetapkan N total
menggunakan metode kjeldahl. Selain mengukur kadar logam berat sebagai
2
pencemar yang berbahaya, dilakukan juga uji parameter meliputi beberapa unsur
esensial yang dapat membantu menyuburkan tanah atau unsur hara makro dan
mikro. Sehingga data tersebut dapat memberikan gambaran kepada masyarakat
sekitar bahwa lumpur tersebut berbahaya atau berpotensi untuk dimanfaatkan
sebagai bahan campuran pupuk.
1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas lumpur yang dihasilkan
pada pengolahan air di PDAM Tirta Pakuan Bogor sebelum dimanfaatkan atau
dibuang ke lingkungan.
1.3. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kualitas
lumpur dan dapat dijadikan sebagai acuan pemanfaatannya setelah analisis
dilakukan untuk Perusahaan Daerah Air Minum Tirta Pakuan Bogor.
1.4. Hipotesis Penelitian
Lumpur yang dihasilkan dari pengolahan air minum di PDAM Tirta
Pakuan Bogor tidak berbahaya bagi lingkungan khususnya tanah.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Limbah
Pada dasarnya limbah merupakan bahan yang terbuang atau dibuang dari
suatu sumber hasil aktivitas manusia maupun proses-proses alam (Murtadho dan
Said, 1987). Dilihat dari wujudnya limbah dapat digolongkan menjadi tiga
golongan, yaitu limbah padat, limbah cair, dan limbah gas (Sugiharto, 1987).
Dilihat dari fisiknya lumpur merupakan salah satu jenis limbah padat. Limbah
padat merupakan limbah yang berasal seperti dari limbah pertanian, limbah
industri, sisa pertambangan, sampah kota, lumpur endapan hasil limbah industri,
atau bahan buangan lainnya termasuk padat, semi padat, yang merupakan hasil
pembuangan dari industri, pertambangan, operasi pertanian, serta dari kegiatan
masyarakat. Limbah padat organik yaitu limbah yang berasal dari pertanian,
peternakan, dan perikanan sedangkan limbah anorganik berasal dari perusahaan
dan industri yang sebagian besar dari bahan-bahan kimia. Pengolahan dan
penanganan limbah dapat dilakukan dengan berbagai cara sesuai dengan
karakteristik dari limbah tersebut (Anas, 1989).
Kegiatan produksi selain menghasilkan produk yang mempunyai nilai
ekonomi juga menghasilkan limbah, berupa limbah padat, cair maupun gas.
Limbah-limbah tersebut akan menyebabkan pencemaran lingkungan meliputi
pencemaran air, pencemaran udara, dan pencemaran tanah. Pencemaran tanah
dapat terjadi akibat penggunaan pupuk secara berlebihan, penggunaan pestisida
dan pembuangan limbah yang tidak dapat terurai (Tejoyuwono, 2006).
2.2. Lumpur PDAM
Lumpur adalah campuran cair atau semi cair antara air dan tanah. Lumpur
terjadi saat tanah basah. Secara geologis, lumpur ialah campuran air dan partikel
endapan lumpur dan tanah liat. Jumlah lumpur dapat diketahui berdasarkan
jumlah pemakaian bahan kimia untuk proses flokulasi (flocculation), kekeruhan
(turbidity), dan jumlah air baku. Produksi lumpur meningkat pada musim hujan
4
akibat peningkatan kekeruhan yang disebabkan oleh erosi, hal tersebut merupakan
salah satu ciri air permukaan. Jumlah pemakaian bahan kimia untuk penanganan
kekeruhan tergantung pada tingkat kekeruhan, dengan demikian pemakaian bahan
kimia yang meningkat mengindikasikan adanya peningkatan produksi lumpur.
Pada umumnya lumpur masih memiliki kadar air yang cukup tinggi. Lumpur yang
banyak mengandung padatan diperoleh dari hasil proses pemisahan padat-cair dari
limbah yang sering disebut dengan sludge atau lumpur encer. Didalam sludge
tersebut sebagian besar mengandung air dan hanya beberapa persen berupa zat
padat. Umumnya persentase kandungan air tersebut dapat mencapai 95-99%
(Muhammad, 2010).
Pada dasarnya, lumpur merupakan bagian dari tanah yang terbawa hanyut
oleh aliran air sungai. Tanah tersusun dari empat bahan utama, yaitu : bahan
mineral, bahan organik, air, dan udara. Bahan-bahan penyusun tersebut jumlahnya
masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah ataupun setiap lapisan tanah.
Pada tanah lapisan atas yang baik untuk pertumbuhan tanaman lahan kering
(bukan sawah) umumnya mengandung 45% (volume) bahan mineral, 5% bahan
organik, 20-30% udara, 30-30% air. Bahan organik dalam tanah pada umumnya
ditemukan di permukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 3-5% tetapi
pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar sekali (Achmad, 2004).
Adapun bahan organik terhadap sifat-sifat tanah dan akibatnya juga pada
pertumbuhan tanaman adalah:
Sebagai granulator yaitu memperbaiki struktur tanah
Sumber unsur hara N, P, K, unsur mikro dan lain-lain.
Menambah kemampuan tanah untuk menahan air.
Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur-unsur hara.
Sumber energi bagi organisme.
Bahan organik dalam tanah terdiri dari bahan organik kasar dan bahan
organik halus atau humus. Humus terdiri dari bahan organik halus berasal dari
hancuran bahan organik kasar serta senyawa-senyawa baru yang dibentuk dari
hancuran bahan organik tersebut melalui kegiatan mikroorganisme dalam tanah.
Didaerah rawa-rawa, seperti daerah rawa-rawa pasang surut sering dijumpai
tanah-tanah dengan kandungan bahan organik sangat tinggi dan tebal. Apabila
5
tanah tersebut mengandung bahan organik lebih dari 20% (untuk tanah pasir) atau
lebih dari 30% (untuk tanah liat) dan tebalnya lebih dari 40cm maka tanah
tersebut tanah organik atau tanah gambut (Hardjowigeno, 1989).
2.3. Karakteristik Lumpur
Seperti halnya di Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL), walaupun
berbeda sifat atau karakteristiknya, PDAM pun menimbulkan lumpur (sludge)
yang volume hariannya relatif besar, tergantung pada debit air yang diolah dan
konsentrasi kekeruhan air bakunya. Makin besar debitnya dan makin tinggi
konsentrasi padatannya, baik padatan kasar (coarse solid), padatan tersuspensi
(suspended solid) maupun koloid, makin besar juga volume lumpurnya (Mary dan
Azikin, 2003).
Lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan air di PDAM Tirta
Pakuan Bogor berasal dari unit filtrasi. Lumpur yang dihasilkan umumnya
berwarna cokelat pekat dan lumpur tersebut sifatnya diskrit maupun flok. diskrit
yaitu lumpur yang butir-butirannya terpisah tanpa koagulan, mayoritas lumpur ini
mengandung pasir, grit, dan pecahan kerikil berukuran kecil. Sebaliknya, lumpur
yang berupa flok, yaitu kimflok (chemiflocc) sangat besar volumenya terutama di
PDAM besar air bakunya sangat keruh, didominasi oleh koloid. Lumpur dari
filtrasi ini memanfaatkan Sludge Drying Bed kemudian dibuang ke tanah-tanah
yang cekung sebagai bahan urugan (Muhammad, 2010).
Karakteristik lumpur sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain
sumber lumpur, jenis industri penghasil air limbah, proses di IPAL, sifat fisik,
komposisi kimia serta tingkat pengolahan yang telah ditentukan (Muhammad,
2010).
2.4. Pemanfaatan Lumpur PDAM
Pada umumnya upaya pengelolaan terhadap lumpur meliputi tahap-tahap
berikut:
1. Pengentalan atau pemekatan lumpur (sludge thickening)
2. Stabilisasi lumpur (sludge stabilization)
3. Pengeluaran air (sludge dewatering)
6
4. Pengeringan lumpur (sludge drying) (Muhammad, 2010).
Lumpur PDAM dapat dimanfaatkan kembali dengan proses tertentu
sebagai pencampur bahan bangunan, pupuk dan lain-lain, dengan cara
menambahkan bahan-bahan tertentu. Pupuk merupakan suatu zat hara yang
ditambahkan kedalam tanah untuk menambah unsur-unsur yang diperlukan oleh
pertumbuhan tanaman. Untuk pemanfaatan sebagai pupuk, lumpur dapat
ditambahkan dengan sampah organik atau kompos agar lumpur dapat membantu
menyuburkan tanah. Berdasarkan bahan bakunya, jenis pupuk tersebut dibagi
menjadi 2, yaitu pupuk organik dan pupuk anorganik. Pupuk organik merupakan
hasil dari penguraian dari bahan-bahan organik seperti sisa-sisa tanaman dan
hewan serta bahan-bahan organik lain, sedangkan pupuk anorganik adalah pupuk
kimia yang selalu diproduksi oleh industri sehingga dikenal dengan nama pupuk
kimia atau pupuk buatan.
Unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman dan terdapat dalam
pupuk dibagi menjadi 3 golongan (Murbandono, 2001), yaitu :
1) Unsur hara makro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak,
seperti nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K).
2) Unsur hara sedang (sekunder) yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam
jumlah kecil, seperti belerang (S), kalsium (Ca), dan magnesium (Mg).
3) Unsur hara mikro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang
sangat sedikit, seperti besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn), klor (Cl), boron
(B), mangan (Mn), dan molybdenum (Mo).
Salah satu sifat umum unsur makro adalah suatu kadar yang sangat
dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah banyak, sedangkan unsur mikro adalah
suatu kadar yang diperlukan dalam jumlah sedikit, juga dapat merusak bila
dijumpai dalam jumlah banyak. Pengendalian terhadap jumlah yang diberikan
sebagai pupuk perlu dilakukan mengingat keseimbangan unsur hara
(Buckman,1974).
2.5. Parameter Pengujian
Parameter pendahuluan untuk analisis lumpur yaitu dengan menggunakan
beberapa parameter uji sebagai berikut :
7
1. Nilai pH
Nilai pH suatu perairan mencirikan keseimbangan antara asam dan basa
dalam air dan merupakan pengukuran konsentrasi ion hidrogen dalam larutan. pH
air dapat mempengaruhi jenis dan susunan zat dalam lingkungan perairan dan
mempengaruhi tersedianya hara serta toksisitas dari unsur-unsur renik (Saeni,
1989).
Lumpur merupakan campuran antara tanah dan air yang didominasi oleh
tanah, maka nilai pH pada lumpur didasari dengan nilai pH tanah. Nilai pH tanah
menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin
tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam
tanah selain H+ dan ion-ion lain ditemukan pula ion OH
-, yang jumlahnya
berbanding terbalik dengan banyaknya H+. Pada tanah-tanah yang masam
jumlah ion H+ lebih tinggi daripada OH
-, sedangkan pada tanah alkalis
kandungan OH- lebih banyak daripada H
+. Bila kandungan H
+ sama dengan OH
-
maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH = 7 (Hardjowigeno, 2003).
2. Besi (Fe)
Besi merupakan salah satu unsur kimia yang dapat ditemukan pada hampir
setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologi dan semua badan air (Alaerts
dan Sartika, 1987). Besi adalah satu dari lebih unsur-unsur penting dalam air
permukaan dan air tanah. Secara umum Fe(II) terdapat dalam air tanah berkisar
antara 1,0-10 mg/L, namun demikian tingkat kandungan besi sampai sebesar 50
mg/L dapat juga ditemukan dalam air tanah di tempat-tempat tertentu (Rukaesih
Achmad, 2004). Kandungan Fe di bumi sekitar 6.22 %, di tanah sekitar 0.5 –
4.3%, di sungai sekitar 0.7 mg/L. Pada air permukaan biasanya kandungan zat
besi relatif rendah yakni jarang melebihi 1 mg/L sedangkan konsentrasi besi pada
air tanah bervariasi mulai dan 0,01 mg/L sampai dengan +25 mg/L (Alaerts dan
Sartika, 1987).
Mineral Fe sangat melimpah di kerak bumi, juga dalam tanah dalam
bentuk mineral primer, bagian dari lempung, oksida dan hidroksida Besi berada
dalam tanah dan batuan sebagai feroksida (Fe2O3) dan ferihidroksida (Fe(OH)3.
8
Mineral utama yang mengandung besi antara lain magnetit (Fe3O4), hematit
(Fe2O3), sulfida (FeS), kamosit dan glaukoni (Sukardjo, 1990).
Besi (Fe) merupakan salah satu contoh unsur hara mikro esensial bagi
tanaman karena walaupun diperlukan dalam jumlah relatif sedikit tetapi sangat
besar peranannya dalam metabolisme di dalam tanaman (Cottenie, 1983). Fe
dalam tanaman sekitar 80% yang terdapat dalam kloroplas atau sitoplasma.
Penyerapan Fe lewat daun dianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyerapan
lewat akar, terutama pada tanaman yang mengalami defisiensi Fe. Kekurangan Fe
juga akan mengakibatkan pengurangan aktivitas semua enzim.
3. Magnesium (Mg)
Magnesium adalah logam yang kuat, putih keperakan, ringan (satu pertiga
lebih ringan daripada aluminium) dan akan menjadi kusam jika dibiarkan pada
udara. Magnesium memegang peranan amat penting dalam proses kehidupan
hewan dan tumbuhan. Unsur Mg merupakan komponen klorofil dan kofaktor
untuk tanaman. Kandungan Mg banyak dihasilkan dari tanah dan tanaman, juga
dari proses dekomposisi limbah domestik berupa sisa metabolisme sayuran dan
tanaman yang terurai oleh air air permukaan. Magnesium murni tidak didapatkan
di alam, namun terkandung sebagai senyawa dalam mineral. Sebagai contoh
magnesium dalam bentuk senyawa karbonat terdapat dalam mineral magnesit dan
dolomit (MgCO3.CaCO3) (Thopick,2008).
Magnesium terdapat dalam klorofil yang digunakan oleh tumbuhan untuk
fotosintesis. Magnesium juga mengambil peranan dalam replikasi DNA dan RNA
yang mempunyai peranan amat penting dalam proses keturunan semua organisme.
Metode analisis logam magnesium dapat dilakukan secara kuantitatif dengan
menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) (Mulja dan Surahman,
1995).
4. Tembaga (Cu)
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cu dan bernomor atom 29. Cu digolongkan kedalam logam berat
9
essensial, artinya meskipun Cu merupakan logam berat, unsur logam berat ini
sangat dibutuhkan meski dalam jumlah sedikit (Palar, 1994).
Unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan atau pelarutan mineral yang
terkandung dalam bebatuan, tembaga juga berasal dari buangan bahan yang
mengandung tembaga seperti dari industri galangan kapal, industri pengolahan
kayu, dan limbah domestik. Penambahan Cu ke dalam tanah melalui polusi dapat
terjadi pada industri – industri tembaga, pembakaran batu bara, minyak bumi dan
buangan di area pemukiman yang akhirnya dapat masuk ke dalam badan sungai
(Lahuddin, 2007). Cu tanah adalah Cu2+
yang terikat kuat oleh tanah yang terdiri
dari kompleks liat dan humus atau senyawa – senyawa organik yang berasal dari
reaksi perombakan bahan organik (Anonimous, 2011).
Dalam konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tapi dalam
jumlah sedikit tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan manusia
dan tanaman tingkat rendah (Palar, 1994). Tembaga (Cu) diserap dalam bentuk
ion Cu++
. Dalam tanah, Cu berbentuk senyawa dengan S, O, CO3 dan SiO4
misalnya kalkosit (Cu2S), kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), borinit (Cu5FeS4).
Hara mikro Cu berpengaruh pada klorofil, karotenoid, plastokuinon dan
plastosianin. Unsur tembaga diserap oleh akar Pada konsentrasi 2,3 – 2,5 mg/L
dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan, yaitu kerusakan
pada selaput lendir (Saeni, 1989).
5. Kalium (K)
Logam ini merupakan logam ketujuh paling banyak dan terkandung
sebanyak 2.4% (berat) di dalam kerak bumi. Kalium merupakan bahan penting
untuk pertumbuhan tanaman dan ditemukan di banyak tanah. Campuran logam
natrium dan kalium digunakan sebagai media perpindahan panas. Kalium
merupakan hara utama ketiga setelah N dan P. Kalium diserap dalam bentuk ion
K+. Fungsi Kalium ialah membentuk dan mengangkut karbohidrat sebagai
katalisator dalam pembentukan protein dan mengatur kegiatan berbagai unsur
mineral (Rusmarkan dan Yuwono, 2002).
Kalium dalam perairan alami relatif rendah konsentrasinya, karena unsur
ini tidak mudah dilepaskan dari sumbernya, dan unsur kalium mudah sekali
10
diadsorpsi oleh mineral-mineral. Kalium tanah terbentuk dari pelapukan batuan
dan mineral-mineral yang mengandung Kalium. Melalui proses dekomposisi
bahan tanaman dan jasad renik maka kalium akan larut dan kembali ke tanah.
Selanjutnya sebagian besar Kalium tanah yang larut akan tercuci atau tererosi dan
proses kehilangan ini akan dipercepat lagi oleh serapan tanaman dan jasad renik.
Beberapa jenis tanah mempunyai kandungan Kalium yang melimpah. Kalium
dalam tanah ditemukan dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-
ion Kalium. Ion-ion adsorpsi pada kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap
tanaman. Tanah-tanah organik mengandung sedikit Kalium. Selain itu Kalium
sangat penting dalam proses metabolisme tanaman. Kalium juga penting di dalam
proses fotosintesis. Bila Kalium kurang pada daun, maka kecepatan asimilasi CO2
akan menurun (Rusmarkan dan Yuwono, 2002).
Kalium berfungsi :
a. Membantu pembentukan protein dan karbohidrat
b. Mengeraskan jerami dan bagian kayu tanaman
c. Meningkatkan resisten terhadap penyakit
d. Meningkatkan kualitas biji atau buah.
Sumber-sumber Kalium adalah :
a. Beberapa jenis mineral
b. Sisa-sisa tanaman dan jasad renik
c. Air irigasi serta larutan dalam tanah
d. Abu tanaman dan pupuk buatan.
6. Fosfor (P)
Jumlah Fosfor dalam tanah pada umumnya kecil, sering kali faktor
pembatas bagi pertumbuhan tanaman. Itu sebabnya manusia sering menggunakan
Fosfat sebagai pupuk pada tanah pertanian. Unsur Fosfor (P) dalam tanah berasal
dari bahan organik, pupuk buatan dan mineral-mineral di dalam tanah. Fosfor
paling mudah diserap oleh tanaman pada pH sekitar 6-7 (Hardjowigeno 2003).
Fosfor merupakan unsur esensial kedua setelah N yang berperan penting dalam
proses pertumbuhan tanaman serta metabolisme dalam proses pertumbuhan
11
tanaman, dan proses mikrobiologi tanah. Fosfor dalam tanah 70% berada dalam
keadaan tidak terlarut (Forth, 1990).
Fosfor merupakan suatu komponen yang sangat penting dan sering
menimbulkan permasalahan lingkungan. Sumber Fosfor adalah limbah industri,
hanyutan dari pupuk, limbah domestik, hancuran bahan organik, dan mineral
fosfat dari alam. Kenaikan konsentrasi fosfat merupakan adanya zat pencemar
dalam perairan. Senyawa Fosfor organik terdapat antara lain dalam bentuk asam-
asam nukleat, fosfolipid, gulafosfat. Senyawa ini masuk kedalam perairan
bersama-sama dengan limbah industri dan rumah tangga (Saeni, 1989).
Namun P juga berfungsi terdapat manfaat untuk pengangkutan energi hasil
metabolisme dalam tanaman:
Merangsang pembungaan dan pembuahan
Merangsang pertumbuhan akar
Merangsang pembentukan biji
Merangsang pembelahan sel tanaman dan memperbesar jaringan sel
Tanaman yang kekurangan unsur P gejalanya : pembentukan buah dan biji
berkurang, kerdil, daun berwarna keunguan atau kemerahan (kurang
sehat).
7. Nitrogen (N)
Senyawa-senyawa nitrogen terdapat dalam keadaan terlarut juga sebagai
bahan tersuspensi. Dalam air senyawa-senyawa ini memegang peranan penting
dalam perairan reaksi-reaksi biologi perairan. Jenis-jenis nitrogen anorganik
utama dalam air adalah ion nitrat (NO3-), dan ammonium (NH4
+). Dalam kondisi
tertentu terdapat dalam bentuk nitrit (NO2-). Sebagian besar dari nitrogen total
dalam air terikat sebagai nitrogen organik, yaitu dalam bahan-bahan yang
berprotein, juga dapat berbentuk senyawa atau ion-ion lainnya dari bahan
pencemar (Achmad, 2004).
Menurut Hardjowigeno (2003) Nitrogen dalam tanah berasal dari bahan
organik tanah, Pengikatan oleh mikroorganisme dari N udara, pupuk, dan air
hujan. Sumber N berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal
dari aktifitas didalam tanah sebagai sumber sekunder. Fungsi N didalam tanah
12
yaitu dapat memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman dan berfungsi dalam
pembentukan protein. Namun jika tanah kelebihan N akan terjadi kematangan
tanaman terhambat, dan dapat mengurangi daya tahan tanaman terhadap penyakit
atau hama. Dalam proses biologi, senyawa nitrogen organik dapat ditransformasi
menjadi nitrogen amina dan dioksida menjadi nitrit dan nitrat. Secara umum
perubahan tersebut terjadi sebagai berikut :
N organik N ammonia (NH3) N nitrit (NO2) N nitrat (NO3)
(Rahayu, 1993).
8. Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan salah satu logam karena sifatnya yang beracun. Cd
adalah bahan pencemar yang berbahaya setelah Hg dan Pb. Ketiga jenis logam ini
tidak diperlukan oleh suatu organisme (Laws, 1981). Kadmium merupakan bahan
alami yang terdapat dalam kerak bumi. Kadmium murni berupa logam berwarna
putih perak dan lunak, namun bentuk ini tak lazim ditemukan di lingkungan.
Umumnya Cd terdapat dalam kombinasi dengan elemen lain seperti Oksigen
(Cadmium Oxide), Klorin (Cadmium Chloride) atau belerang (Cadmium Sulfide).
Kebanyakan Kadmium (Cd) merupakan produk samping dari pengecoran seng,
timah atau tembaga kadmium yang banyak digunakan berbagai industri, terutama
plating logam, pigmen, baterai dan plastik. Kadmium dalam air laut berbentuk
senyawa klorida (CdCl2), sedangkan dalam air tawar berbentuk karbonat
(CdCO3). Pada air payau yang biasanya terdapat di muara sungai kedua senyawa
tersebut jumlahnya seimbang (Achmad, 2004).
Penambahan Kadmium (Cd) pada tanah terjadi melalui penggunaan pupuk
fosfat, pupuk kandang, dari buangan industri yang menggunakan bahan bakar
batubara dan minyak dan buangan inkineratur (tanur) (Lahuddin, 2007).
2.6. Penetapan Kadar Air
Penetapan kadar air di dalam sampel lumpur ini menggunakan metode
gravimetri dengan cara mengendapkan padatan yang terkandung di dalam sampel
lumpur yang dianalisa. Endapan yang tertinggal pada pinggan aluminium yang
telah diketahui beratnya sebagai padatan tersuspensi ini kemudian diletakkan pada
13
wadah berupa cawan porselen. Pemanasan ini dilakukan di dalam oven dengan
suhu 105⁰C selama 5 jam bertujuan untuk menghilangkan kadar air yang terdapat
pada kertas saring maupun endapan sehingga akan diperoleh berat padatan
tersuspensi yang akurat. Setelah dilakukan pemanasan maka kertas saring beserta
wadahnya didinginkan di dalam desikator selanjutnya ditimbang hingga diperoleh
berat yang konstan.
2.7. Metode Kjeldahl
Metode Kjeldahl atau Kjeldahl Digestion dalam analisis kimia berarti
sebuah metode yang dipakai dalam melihat nilai kuantitatif determinasi dari
Nitrogen yang dikembangkan oleh Jhon Kjeldahl pada tahun 1883. Cara Kjeldahl
digunakan untuk menganalisis kadar protein. Metode ini terdiri dari tiga tahap
yaitu; proses destruksi, destilasi dan titrasi. Dalam metode kjeldahl Nitrogen
dalam contoh diubah menjadi ammonium melalui proses digestion dengan asam
sulfat pekat yang berisi bahan-bahan lain yang membantu perubahan tersebut.
Amonium yang terbentuk didestilasi dengan menambahkan alkali dan NH3 yang
terdestilasi ditangkap oleh asam dan ditentukan jumlahnya melalui titrasi. Bahan-
bahan yang membantu perubahan N menjadi NH4+ adalah garam-garam biasanya
K2SO4,NaSO4, atau H2SO4 yang bertujuan untuk meningkatkan suhu. Selain itu
beberapa katalisator seperti selenium, air raksa, paraffin cair digunakan untuk
merangsang dan mempercepat oksidasi bahan organik (Atang, 2006).
Reaksi :
(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2 NH4OH
2NH4OH 2NH3 + 2H2O
3NH3 + H3BO3 (NH4)3BO3
2.8. Spektrofotometri
Spektrofotometri adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara spektra
cahaya dan pengukuran secara kuantitatif dan kualitatif berdasarkan efek yang
ditimbulkan oleh cahaya terhadap suatu zat (Underwood, 1981). Panjang
gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang
14
gelombang yang diabsorpsi oleh atom dalam nyala. Absorpsi ini mengikuti
hukum Lambert-Beer, yaitu absorbansi berbanding lurus dengan panjang nyala
yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam nyala. Kedua variabel ini sulit
untuk ditentukan tetapi panjang nyala dapat dibuat konstan sehingga absorbansi
hanya berbanding langsung dengan konsentrasi analit dalam larutan sampel.
Teknik-teknik analisisnya yaitu kurva kalibrasi, standar tunggal dan kurva adisi
standar (Anonim, 2003).
Aspek kuantitatif dari metode spektrofotometri diterangkan oleh hukum
Lambert-Beer, yaitu:
A = ε . b . c atau A = a . b . c
Dimana :
A = Absorbansi
ε = Absorptivitas molar (mol/L)
a = Absorptivitas (gr/L)
b = Tebal nyala (nm)
c = Konsentrasi (ppm)
Absorpsivitas molar (ε) dan absorpsivitas (a) adalah suatu konstanta dan
nilainya spesifik untuk jenis zat dan panjang gelombang tertentu, sedangkan tebal
media (sel) dalam prakteknya tetap. Dengan demikian absorbansi suatu spesies
akan merupakan fungsi linier dari konsentrasi, sehingga dengan mengukur
absorbansi suatu spesies konsentrasinya dapat ditentukan dengan
membandingkannya dengan konsentrasi larutan standar (Anonim, 2003).
2.8.1 Spektrofotometer Serapan Atom
Prinsip dasar Spektrofotometri serapan atom adalah interaksi antara
radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektrofotometri Serapan Atom
merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah
(Khopkar, 1990). Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang
tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Sumber cahaya pada SSA adalah sumber
cahaya dari lampu katoda yang berasal dari elemen yang sedang diukur kemudian
dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah teratomisasi,
kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. Atom
15
dari suatu unsur pada keadaan dasar akan dikenai radiasi, sehingga atom tersebut
akan menyerap energi dan mengakibatkan elektron pada kulit terluar naik ke
tingkat yang lebih tinggi atau tereksitasi. Jika suatu atom diberi energi, maka
energi tersebut akan mempercepat gerakan elektron sehingga elektron tersebut
akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dan dapat kembali ke keadaan
semula. Atom-atom dari sampel akan menyerap sebagian sinar yang dipancarkan
oleh sumber cahaya. Penyerapan energi oleh atom terjadi pada panjang
gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom-atom
tersebut (Khopkar, 1990).
Berikut merupakan bagian-bagian penting pada alat SSA.
1. Sumber Cahaya
Lampu katoda merupakan sumber cahaya pada SSA. Lampu katoda memiliki
masa pakai atau umur pemakaian selama 1000 jam. Lampu katoda pada setiap
unsur yang akan diuji berbeda-beda tergantung unsur yang akan diuji.
Lampu katoda terbagi menjadi dua macam, yaitu:
a. Lampu katoda Monologam : Lampu ini digunakan hanya untuk mengukur
satu unsur.
b. Lampu katoda Multilogam : Lampu ini digunakan untuk pengukuran
beberapa logam sekaligus.
Lampu katoda berfungsi sebagai sumber cahaya untuk memberikan energi
sehingga unsur logam yang akan diuji, akan mudah tereksitasi. Cara pemeliharaan
lampu katoda adalah jika setelah selesai digunakan, maka lampu dilepas dari soket
pada main unit SSA.
2. Bagian atomisasi (Atomizer)
Bagian ini untuk menghasilkan populasi atom bebas dari contoh. Sumber
energi untuk menghasilkan atom bebas biasanya dengan pemanasan, umumnya
dalam bentuk nyala udara atau asetilen. Gas asetilen pada SSA memiliki kisaran
suhu ±20000K. Contoh dibuat menjadi suatu aerosol dimasukkan kedalam nyala,
sedangkan posisi burner berada lurus dengan garis optik, sehingga cahaya tepat
melewati nyala tempat terjadi penyerapan cahaya.
16
3. Monokromator
Monokromator merupakan alat untuk mengisolasi panjang gelombang
spesifik analit dari cahaya yang dipancarkan oleh HCL (Hollow Chatode Lamp),
dapat mengubah sinar polikromatis yang dihasilkan oleh sumber cahaya menjadi
dinar monokromatis dan mengisolasi sinar monokromatis tersebut kepanjang
gelombang tetap yang sempit. Monokromator terbagi menjadi dua jenis yaitu
prisma dan grating. Pada SSA ada dua jenis monokromator yaitu monokromator
celah dan kisi difraksi yang dapat digunakan untuk mendapatkan resolusi yang
terbaik (Mulja dan Surahman, 1995).
4. Detektor
Suatu detektor akan menangkap sejumlah energi cahaya yang dihasilkan
dari sumber cahaya dan telah melalui atom-atom analit, kemudian mengubahnya
ke suatu bentuk satuan yang dapat diukur seperti arus listrik.
5. Penguat sinyal (Amplifier)
Suatu penguat sinyal memperoleh sinyal masuk dari komponen detektor
dan melalui peristiwa elektrik menghasilkan sinyal keluar yang berkali-kali lebih
besar dari sinyal masuk.
6. Perekam data (Recorder)
Bagian perekam data merupakan bagian yang paling mudah dimodifikasi
untuk memudahkan pembacaan data dan penarikan kesimpulan dari analisis yang
telah dilakukan, biasanya secara komputerisasi.
Pada dasarnya, analisis kuantitatif dengan SSA adalah dengan mengubah
contoh dan standar menjadi larutan, membandingkan respon alat standar, dan
contoh serta menggunakan hasil perbandingan respon tersebut untuk mendapatkan
konsentrasi akurat dari unsur yang diukur (Anonim, 2003).
2.8.2. Spektrofotometer UV-Vis
Spektrofotometer adalah suatu instrumen untuk mengukur absorbs cahaya
panjang gelombang tertentu oleh suatu atom atau molekul. Untuk daerah
17
ultraviolet sampai cahaya tampak, nilai panjang gelombang berkisar antara 160-
780 nm. Kemampuan suatu senyawa mampu menyerap radiasi sinar UV-Vis yaitu
adanya spesi pengabsorbsi yang disebut dengan kromofor. Kromofor merupakan
gugus fungsional yang dapat menyerap radiasi UV-Vis (Skoog et al, 2004).
Aplikasi dari spektrofotometri UV-Vis, yaitu analisis kuantitatif senyawa
organik dan anorganik, untuk analisis kualitatif tidak terlalu berguna karena
spektrum yang dihasilkan cenderung mempunyai pita yang melebar sehingga
informasi yang didapat sangat sedikit. Dalam analisis kuantitatif dilakukan pada
panjang gelombang maksimum yaitu panjang gelombang yang menberikan
absorbs terbesar (dapat ditentukan dari spektrum absorbsinya). Pada λmaks respon
sinyal (absorbans) berada dalam kondisi maksimum sehingga akan memiliki
sensitivitas yang baik dan limit deteksi yang rendah serta mereduksi kesalahan
dalam pengukuran (Skoog et al, 2004).
Instrumentasi Spektrofotometer secara sederhana terdiri dari sumber
cahaya, monokromator, yang berfungsi sebagai penyeleksi cahaya dengan panjang
gelombang (energi) tertentu, kompartemen sampel, detektor, dan pengukur
intensitas cahaya (Skoog et al, 2004). Berikut penjelasan empat bagian penting
dari spektrofotometer, yaitu:
1) Sumber Cahaya
Sumber cahaya pada Spektrofotometer haruslah memiliki pancaran radiasi
yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang biasa untuk
daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar
dengan kawat terbuat dari wolfarm (tungsten). Lampu ini mirip dengan bola
lampu pijar dengan biasa, daerah panjang gelombang (λ) adalah 350-2200 nm.
Paling lazim adalah lampu tabung tidak bermuatan hidrogen 175 ke 375 atau 400
nm. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber pada daerah
ultraviolet.
2) Monokromator
Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya
polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu
(monokromatis) yang berbeda (terdispersi). Ada dua macam monokromator, yaitu
18
prisma dan grating (kisi difraksi). Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang
gelombang tertentu yang sesuai untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit
yang disebut slit. Ketelitian dari monokromatis dipengaruhi juga oleh lebar celah
(slith width) yang dipakai.
3) Kuvet
Kuvet Spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat
contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Kuvet biasanya terbuat dari kwarsa,
kaca, plastik dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm dan tinggi 5
cm. Pada pengukuran di daerah ultraviolet dipakai kuvet kwarsa atau plexiglass,
sedangkan kuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV.
Semua macam kuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak
(visible).
4) Detektor
Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya
pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi
sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk
jarum penunjuk atau angka digital. Detektor yang biasa digunakan untuk
Spektrofotometer UV-Vis adalah detektor photo tube, Barrier Layer Cell, dan
Photo Multiplier Tube. Spektrofotometer UV-Vis termasuk dalam spektroskopi
absorbs. Prinsip dasarnya ialah penyerapan (absorbs) gelombang elektromagnetik
yang dilewatkan pada sampel. Gelombang elektromagnetik yang digunakan pada
daerah panjang gelombang 160-780 nm. Absorbansi yang diperoleh dari sampel
setelah diukur, digunakan untuk membandingkan intensitas sinar yang dilalui
menuju sampel (I) dengan intensitas sinar sebelum dilewatkan ke sampel (I0).
Transmitan diperoleh dari rasio I/I0 dan absorban diperoleh dari nilai transmitan
(Skoog et al, 2004).
19
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian Ternak
(BALITNAK), Ciawi, Bogor dan di Laboratorium PDAM Tirta Pakuan Bogor,
Cipaku, Bogor. Dan dilaksanakan pada bulan Agustus sampai bulan Oktober
2012.
3.2. Bahan dan Alat Penelitian
3.2.1. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel limbah lumpur
PDAM Tirta Pakuan Bogor, HNO3, HCl, HClO4, NaOH, H2SO4, asam askorbat,
FeSO4.7H2O, CdCl2.2H2O, Na2HPO, CuSO4.5H2O, MgSO4.6H2O, KCl, indikator
Conway, dan akuades.
3.2.2. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Spektrofotometer
Serapan Atom (SSA), Spektrofotometer UV-Vis, gelas piala, gelas ukur, neraca
analitik, labu didih, labu ukur, erlenmeyer, tabung reaksi, oven, pinggan
aluminium, eksikator, pH meter, dan pipet ukur.
3.3. Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel ini dilakukan di tempat penampungan lumpur
sedimen di PDAM Tirta Pakuan Bogor. Sampel diambil saat tidak hujan (A), dan
saat hujan (B).
20
3.4.Parameter Uji Lumpur
3.4.1. Pengukuran pH
Metode yang digunakan pada pengukuran pH adalah metode potensiometri
dengan menggunakan pH meter yang sebelumnya telah dikalibrasi dengan buffer
pH 7 lalu buffer 10. Setelah dikalibrasi, elektroda dimasukkan ke dalam gelas
piala 100 ml yang berisi sampel. Nilai pH akan muncul pada alat dan dicatat
hasilnya.
3.4.2. Penetapan Kadar Air
Ditimbang 5 g contoh lumpur dalam pinggan aluminium yang telah
diketahui bobotnya. Dikeringkan dalam oven pada suhu 105⁰C selama 3 jam.
Diangkat pinggan dengan penjepit dan dimasukkan ke dalam eksikator. Setelah
contoh dingin kemudian ditimbang menggunakan neraca analitik. Selanjutnya
dipanaskan lagi dan didinginkan serta ditimbang sampai bobot tetap.
KA % =𝐵 − 𝐶
𝐵 − 𝐴 𝑋 100%
Ket : A = Bobot pinggan aluminium kosong
B = Bobot pinggan aluminium + sampel sebelum dioven
C = Bobot pinggan aluminium + sampel setelah dioven
3.4.3. Preparasi Sampel
Preparasi sampel dengan cara pengabuan :
1) Sebanyak 5 g contoh ditimbang kedalam cawan porselen, diabukan dalam
tanur dengan suhu 550⁰C selama semalam.
2) Abu dalam cawan dimasukkan ke dalam piala gelas 100 ml, ditambahkan
25 ml HCl 1:3 begitu pula dilakukan hal yang sama terhadap blanko.
3) Piala gelas tersebut dipanaskan di atas pinggan pemanas sambil
ditambahkan 2 tetes HNO3 pekat hingga volume 12,5 ml.
4) Larutan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan diencerkan dengan
akuades hingga tanda garis kemudian dikocok.
21
3.4.4. Analisis Secara SSA
1) Pembuatan Larutan Standar
Pembuatan larutan stok Fe 100 ppm
Ditimbang 0,4965 g FeSO₄.7H₂O kemudian dilarutkan kedalam labu ukur
1 liter dengan sekitar 100 ml air suling, kemudian dihomogenkan dan
dihimpitkan dengan air suling sampai tanda tera.
Pembuatan larutan stok Mg 100 ppm
Ditimbang 0,9400 g MgSO₄.6H₂O kemudian dilarutkan kedalam labu ukur
1 liter dengan sekitar 100 ml air suling, kemudian dihomogenkan dan
dihimpitkan dengan air suling sampai tanda tera.
Pembuatan larutan stok Cu 100 ppm
Ditimbang 0,1598 g CuSO4.5H2O kemudian dilarutkan kedalam labu ukur
1 liter dengan sekitar 100 ml air suling, kemudian dihomogenkan dan
dihimpitkan dengan air suling sampai tanda tera.
Pembuatan larutan stok K 100 ppm
Ditimbang 0,1907 g KCl kemudian dilarutkan kedalam labu ukur 1 liter
dengan sekitar 100 ml air suling, kemudian dihomogenkan dan
dihimpitkan dengan air suling sampai tanda tera.
Pembuatan larutan stok Cd 100 ppm
Ditimbang 0,1951 g CdCl2.2H2O kemudian dilarutkan kedalam labu ukur
1 liter dengan sekitar 100 ml air suling, kemudian dihomogenkan dan
dihimpitkan dengan air suling sampai tanda tera.
Pembuatan larutan stok P 100 ppm
Ditimbang 0,4583 g Na2HPO4 kemudian dilarutkan kedalam labu ukur 1
liter dengan sekitar 100 ml air suling, kemudian dihomogenkan dan
dihimpitkan dengan air suling sampai tanda tera.
22
2) Pembuatan Deret Standar
Pembuatan deret standar Fe, Mg, Cu, K, P, dan Cd
Larutan stok Fe, Mg, Cu, K, P, dan Cd 100 ppm kemudian dipipet
0;1;2;3;4;5 mL dengan menggunakan buret kedalam masing-masing labu
ukur 100 mL kemudian dihomogenkan dan dihimpitkan dengan air suling
sampai tanda tera. Diperoleh konsentrasi masing-masing larutan standar
0;1;2;3;4;5 ppm.
3) Pengukuran Konsentrasi Fe, Mg, Cu, K, dan Cd Menggunakan SSA
Mengoptimalkan alat SSA sesuai petunjuk penggunaan alat
kemudian mengukur masing-masing larutan standar yang telah dibuat pada
panjang gelombang masing-masing logam. Nilai absorbansinya akan
terlihat.
4) Pengukuran P
Dipipet 0,5 ml sampel ke dalam tabung reaksi, kemudian
ditambahkan 9,5 ml akuades (Pengenceran 20 kali) dan dikocok homogen.
Lalu dipipet 2 ml sampel dan deret standar masing-masing dimasukkan ke
dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 10 ml larutan pereaksi
pewarna P dan dikocok homogen. Dibiarkan selama 30 menit, lalu diukur
absorbansinya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang
693 nm.
3.4.5. Penetapan N Total Dengan Metode Kjeldahl
1) Destruksi sampel
Ditimbang 1 g contoh, dimasukkan ke dalam tabung digestion.
Ditambahkan 2 ml HClO4 dan 5 ml HNO3, didestruksi hingga suhu 350 ⁰C
(3-4 jam). Destruksi selesai bila keluar uap putih dan didapat ekstrak
jernih (sekitar 4 jam). Tabung diangkat, didinginkan dan kemudian ekstrak
diencerkan dengan air bebas ion hingga tepat 50 ml. Kocok sampai
homogen, dibiarkan semalam agar partikel mengendap. Ekstrak digunakan
untuk pengukuran N dengan cara destilasi.
23
2) Pengukuran N dengan cara destilasi
Dipindahkan secara kualitatif seluruh ekstrak contoh ke dalam labu
didih (gunakan air bebas ion dan labu semprot). Tambahkan sedikit serbuk
batu didih dan aquades hingga setengah volume labu. Disiapkan
penampung untuk NH₃ yang dibebaskan yaitu erlenmeyer yang berisi 10
ml asam borat 1% yang ditambah tiga tetes indikator Conway (berwarna
merah) dan dihubungkan dengan alat destilasi. Dengan gelas ukur,
ditambahkan NaOH 40% sebanyak 10 ml ke dalam labu didih yang berisi
contoh dan secepatnya ditutup. Didestilasi hingga volume penampung
mencapai 50-75 ml (berwarna hijau). Destilat dititrasi dengan H₂SO₄
0,050 N hingga warna merah muda. Catat volume titar contoh dan blanko.
Reaksi :
(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2 NH4OH
2NH4OH 2NH3 + 2H2O
3NH3 + H3BO3 (NH4)3BO3
Perhitungan N Total :
N. total % =𝑚𝑙 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 − 𝑚𝑙 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜 𝑥 𝑁. 𝐻2𝑆𝑂4
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔)𝑥 100%
23
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel penelitian ini dilakukan dua kali sampling yaitu pada
saat tidak hujan (Lumpur A) dan lumpur pada saat hujan (Lumpur B). Sampel
diambil pada unit filtrasi di Instalasi Pengolahan Air Dekeng PDAM Tirta Pakuan
Kota Bogor.
4.2. Hasil Pengukuran pH
Nilai pH pada lumpur A didapat sebesar 7,20 sedangkan lumpur B sebesar
7,13. Maka dapat disimpulkan bahwa pH lumpur buangan hasil pengolahan air
PDAM Tirta Pakuan Bogor dalam kondisi netral.
4.3. Penetapan Kadar Air
Pada penetapan kadar air sampel lumpur A (saat tidak hujan) ini didapat
67,62% sedangkan lumpur B (saat hujan) didapat 50,68%. Dari data tersebut
dapat disimpulkan bahwa pada saat banyak hujan kadar air lebih sedikit
dibandingkan pada saat tidak hujan karena pada saat banyak hujan keadaan
lumpur semakin kental atau lebih banyak akibat air baku yang keruh yang dilalui
dengan proses koagulasi dan flokulasi sehingga volume lumpur bertambah
banyak.
4.4. Hasil Analisis Inlet Pengolahan Limbah Air PDAM Tirta Pakuan Bogor
Data hasil analisis inlet limbah air PDAM diuji beberapa parameter
dengan membandingkan berdasarkan keputusan Menteri Negara Lingkungan
Hidup Nomor : KEP-58/MENLH/12/1995 dapat dilihat pada Tabel 1.
24
Tabel 1. Hasil Analisis Inlet Pengolahan Limbah Air PDAM Tirta Pakuan Bogor
No. Parameter Satuan Hasil Standar*
1.
2.
3.
4.
pH
Besi (Fe)
Tembaga (Cu)
Kadmium (Cd)
-
mg/L
mg/L
mg/L
5,99
<0,010
<0,2
<0,001
6 - 9
10
3
0,1
*KEPMENLH No. Kep-58/MENLH/12/1995
4.5. Hasil Analisis Lumpur
4.5.1. Hasil Analisis Fe
Hasil analisis kadar Fe dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan
Atom dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Fe Lumpur
Sampel Hasil Analisis (µg/g)
Rata-rata (µg/g) 1 2
Lumpur A
Lumpur B
82,0
38,4
84,0
30,8
83,0
34,6
Ket : Lumpur A = Pengambilan lumpur saat tidak hujan
Lumpur B = Pengambilan lumpur saat hujan
Dari Tabel 2 dapat diketahui bahwa kadar unsur Fe pada lumpur A dengan
rata-rata 83,0 µg/g lebih banyak dibandingkan pada lumpur B dengan rata-rata
34,6 µg/g. Menurut Wahyu (2008) Sumber Fe dalam air permukaan berasal dari
tanah dan pelarutan dari mineral-mineral antara lain: mineral hematite (Fe2O3),
magnetit (Fe3O4).
Besi merupakan salah satu unsur hara mikro esensial bagi tanaman karena
walaupun diperlukan dalam jumlah relatif sedikit, tetapi sangat besar peranannya
dalam metabolisme di dalam tanaman, juga dapat merusak bila dijumpai dalam
jumlah banyak (Cottenie, 1993). Menurut Sirappa (2002), unsur besi dibutuhkan
dalam jumlah sedikit dan sangat dibutuhkan tanaman dalam pembentukan
klorofil, berperan pada proses-proses fisiologis tanaman seperti proses
pernapasan, selain itu besi berfungsi sebagai aktifator dalam proses biokimia
didalam tanaman, dan pembentuk beberapa enzim. Gejala kekurangan besi pada
tanaman dapat menimbulkan korosi, lembaran daun menjadi kuning/pucat. Dalam
jumlah tertentu besi menjadi racun bagi tanaman. Besi tersedia dalam tanah
berkisar 2-150 ppm. Dan kebutuhan normal tanaman berkisar 40-250 ppm.
25
4.5.2. Hasil Analisis Mg
Hasil analisis kadar Mg dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan
Atom dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Analisis Mg Lumpur
Sampel Hasil Analisis (µg/g)
Rata-rata (µg/g) 1 2
Lumpur A
Lumpur B
580,0
810,6
504,8
1263,2
542,4
1036,9
Dari Tabel diatas dapat diketahui bahwa kandungan unsur Mg didalam
lumpur A dan dengan kadar rata-rata sebesar 542,4 µg/g dan pada lumpur B
sebesar 1036,9 µg/g. Kandungan Mg banyak dihasilkan dari tanah dan tanaman,
juga dari proses dekomposisi limbah domestik berupa sisa sayuran yang terurai
oleh air baku selama perjalanan disepanjang sungai. Unsur Mg merupakan unsur
hara sedang (sekunder), yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedang,
peranan Mg adalah sebagai komponen klorofil dan kofaktor dalam tanaman
(Murbandono, 2001).
Unsur Mg merupakan bagian pembentuk klorofil, oleh karena itu
kekurangan Mg yang tersedia bagi tanaman akan menimbulkan gejala – gejala
yang tampak pada bagian daun, terutama pada daun tua. Defisiensi Mg
menimbulkan pengaruh pula pada pertumbuhan biji, bagi tanaman yang banyak
menghasilakn biji hendaknya diperhatikan pemupukannya dengan MgSO4,
MgCO3 dan Mg(OH)2 (Rizal, 2012).
4.5.3. Hasil Analisis Cu
Hasil analisis kadar Cu dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan
Atom dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Analisis Cu Lumpur
Sampel Hasil Analisis (µg/g)
Rata-rata (µg/g) 1 2
Lumpur A
Lumpur B
7,4
6,2
10,4
9,2
8,9
7,7
Dari Tabel tersebut kadar Cu pada lumpur A dan lumpur B tidak jauh beda
didapat dengan rata-rata 8,9 µg/g dan 7,7 µg/g. menurut Lahuddin (2007), Cu
26
bersumber dari hasil pelapukan atau pelarutan mineral yang terkandung dalam
bebatuan, tembaga juga berasal dari buangan bahan yang mengandung tembaga
seperti industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik.
Cu merupakan unsur hara mikro yang dibutuhkan tanaman sangat sedikit. Dalam
konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tapi dalam jumlah sedikit,
tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman
(Palar, 1994).
4.5.4. Hasil Analisis K
Hasil analisis K dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom
dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Analisis K Lumpur
Sampel Hasil Analisis (µg/g)
Rata-rata (µg/g) 1 2
Lumpur A
Lumpur B
73,2
56,6
65,8
48,2
69,5
52,4
Dari data diatas kadar K pada lumpur A lebih besar dengan rata-rata
sebesar 69,5 µg/g dibandingkan dengan lumpur B dengan rata-rata sebesar 52,4
µg/g, dengan perbandingan tersebut pada lumpur A banyak mengandung unsur K,
sedangkan pada lumpur B lebih rendah karena mengalami pengenceran akibat air
hujan. Kalium dalam perairan alami Unsur K merupakan unsur hara yang
dibutuhkan dengan kadar makro oleh tanaman dan dapat membantu sebagai
pembenah tanah. Kalium dalam perairan alami relatif rendah konsentrasinya,
namun sebagian besar Kalium tanah yang larut akan tercuci atau tererosi dan
terbawa oleh air hujan (Rusmarkan dan Yuwono, 2002).
4.5.5. Hasil Analisis P
Hasil analisis P dengan menggunakan Spektrofotometer dapat dilihat pada
Tabel 6.
27
Tabel 6. Hasil Analisis P Lumpur
Sampel Hasil Analisis (µg/g)
Rata-rata (µg/g) 1 2
Lumpur A
Lumpur B
43,4
28,4
42,4
16,4
42,9
22,4
Data diatas menunjukkan kadar P pada lumpur A sebesar 42,9 µg/g dan
pada lumpur B sebesar 22,4 µg/g. Kadar P pada lumpur A sangat tinggi
kemungkinan karena air baku kaya akan kandungan fosfor, karena banyaknya
sumber seperti ketersediaan dari alam dan ranting pohon yang terurai pada air
sungai. Unsur P merupakan unsur hara makro yang dibutuhkan dalam jumlah
banyak. Seperti kita ketahui unsur P berperan penting dalam merangsang
pembungaan dan dapat meningkatkan ketahanan terhadap gangguan hama dan
penyakit pada tanaman. Salah satu sumber Fosfor adalah dari hanyutan pupuk,
limbah domestik, dan mineral fosfat dari alam (Saeni, 1989).
4.5.6. Hasil Analisis N Total
Hasil analisis kandungan N total dengan menggunakan metode Kjeldahl
pada lumpur A sebesar 0,0348 % sedangkan pada lumpur B didapat sebesar 0,027
%. N merupakan unsur hara makro yang sangat dibutuhkan tanaman dalam
jumlah banyak. Peranan unsur N dalam tanaman sangat penting yaitu untuk
merangsang pertumbuhan dan meningkatkan jumlah dan volume buah. Menurut
Hardjowigeno (2003) sumber N berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan
lainnya berasal dari aktifitas didalam tanah sebagai sumber sekunder. Fungsi N
didalam tanah yaitu dapat memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman, namun
jika kelebihan N akan terjadi gejala yaitu kematangan tanaman terhambat, dan
dapat mengurangi daya tahan tanaman terhadap penyakit.
4.5.7. Hasil Analisis Cd
Hasil analisis kadar Cd dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan
Atom dapat dilihat pada Tabel 7.
28
Tabel 7. Hasil Analisis Cd Lumpur
Sampel Hasil Analisis (µg/g) Rata-rata
(µg/g) 1 2
Lumpur A
Lumpur B
2
0,00
2
0,00
2
TTD
Ket : TTD = tidak terdeteksi
Dari Tabel diatas didapat kadar Cd pada lumpur A dengan rata-rata
sebesar 2 µg/g dan pada lumpur B tidak terdeteksi, artinya tidak ada kandungan
Cd didalamnya. Menurut Lahuddin (2007) masuknya Cd pada perairan
kemungkinan akibat penggunaan pestisida, dan pupuk fosfat pada pertanian yang
terbawa oleh aliran sungai yang digunakan sebagai air baku untuk proses
pengolahan air. Menurut Laws (1981), kadmium merupakan salah satu logam
yang mempunyai sifat beracun, karena Cd adalah salah satu jenis logam yang
tidak diperlukan oleh suatu organisme.
4.5.8. Data Analisis Lumpur PDAM
Pada hasil analisis lumpur setiap parameter yang diuji dapat disimpulkan
pada Tabel dibawah ini.
Tabel 8. Data Analisis Lumpur PDAM
Parameter
Hasil Pengujian
Metode Analisis Inlet Pengolahan
Air Limbah
Outlet filtrasi
Lumpur A Lumpur B
pH
Besi (Fe)
Magnesium
(Mg)
Tembaga (Cu)
Kalium (K)
Fosfor (P)
Nitrogen (N)
total
Kadmium (Cd)
5,9
<0,010 mg/L
-
<0,2 mg/L
-
-
-
<0,001 mg/L
7,20
83 µg/g
542,4 µg/g
8,9 µg/g
69,5 µg/g 42,9 µg/g
0,0348 %
2,0 µg/g
7,13
34,6 µg/g
1036,9 µg/g
7,7 µg/g
52,4 µg/g 22,4 µg/g
0,027 %
TTD
pH Meter
SSA
SSA
SSA
SSA
Spektrofotometer
Kjeldahl
SSA
Ket : TTD = tidak terdeteksi
(-) = tidak dianalisis
Kemudian dibuat grafik pada semua parameter yang digunakan untuk
mengukur nilai atau kadar masing-masing parameter uji lumpur dapat dilihat pada
Gambar 1.
29
Gambar 1. Grafik Analisis Lumpur PDAM
Pada grafik diatas menunjukkan bahwa konsentrasi yang tertinggi, yaitu
konsentrasi Mg sebesar 1036,9 µg/g pada lumpur B, dan konsentrasi Mg sebesar
542,4 µg/g pada lumpur A. Menurut M. Yazid, banyaknya kandungan Mg
kemungkinan berasal dari tanah, tanaman, dan juga dari proses dekomposisi
limbah domestik berupa sisa sayuran dan tanaman yang terurai oleh air
permukaan. Kemudian konsentrasi terkecil yaitu kadar Cd pada lumpur A sebesar
2,0, sedangkan pada lumpur B tidak terdeteksi. Cd merupakan salah satu logam
berat yang sifatnya beracun karena Cd tidak dibutuhkan oleh suatu organisme
(Laws, 1981). Menurut Lahuddin, (2007) penambahan Cd pada perairan terjadi
melalui penggunaan pupuk fosfat, pupuk kandang, dan dari buangan industri yang
menggunakan bahan bakar batubara yang terbawa oleh air hujan sehingga masuk
kedalam perairan.
Fe Mg Cu K Cd P
Lumpur A 83 542.4 8.9 69.5 2.0 42.9
Lumpur B 84.6 1036.9 7.7 52.4 0.0 22.4
0
200
400
600
800
1000
1200
ppm
(µ
g/g
)
30
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pengolahan data yang dilakukan dapat
disimpulkan bahwa lumpur dari proses pengolahan air di PDAM Tirta Pakuan
Bogor, dapat dimanfaatkan sebagai bahan campuran pupuk organik. Hal ini dapat
dilihat dari kandungan unsur hara makro dan mikro yang terdapat pada kadar Fe
pada lumpur A sebesar 83 µg/g dan lumpur B sebesar 34,6 µg/g. Kadar Mg pada
lumpur A sebesar 543,4 µg/g dan lumpur B sebesar 1.036,9 µg/g. Kadar Cu pada
lumpur A sebesar 8,9 µg/g dan lumpur B sebesar 7,7 µg/g. Kadar K, yaitu 69,5
µg/g pada lumpur A dan 52,4 µg/g pada lumpur B. Kandungan P pada lumpur A
sebesar 42,9 µg/g dan lumpur B sebesar 22,4 µg/g. Sedangkan N total lumpur A
sebesar 0,0348 % sedangkan pada lumpur B didapat sebesar 0,027 %.
5.2. Saran
Lumpur hasil pengolahan air di PDAM Tirta Pakuan Bogor baik
digunakan untuk bahan campuran pupuk. Selain itu, lumpur tersebut juga
mengandung Cd sebesar 2,0 µg/g pada lumpur A, sedangkan pada lumpur B tidak
terdeteksi. maka jika akan dimanfaatkan sebagai bahan campuran pupuk masih
memerlukan perlakuan khusus seperti menurunkan kandungan logam tersebut jika
melebihi standar.
31
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, R. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta
Alaerts, G. dan S.S.Santika. 1984. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional.
Surabaya.
Anas, I. 1989. Biologi Tanah Dalam Praktik. Depdikbud, Dikti, PAU
Bioteknologi IPB, Bogor.
Alloway, B. J. 1995. Heavy Metals in Soils Second Edition. Blackie Academic and
Professional An Imprint of Chapman and Hall. Glasgow.
Atang. 2006. Penuntun Praktikum Analisis Tanah. Bogor : Institut Pertanian
Bogor.
BALITNAK. 2010. Prosedur Standar Operasional Analisis. Ciawi, Bogor.
Buckman, H. 1974. Sifat dan Ciri Tanah. Bogor : Institut Pertanian Bogor.
Cottenie, A. 1983. Trace Elements In Agriculture and In The Environment.
Laboratory of Analytical and Agrochemistry. Faculty of Agriculture, State
University of Ghent, Belgium.
Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Bologi Makhluk Hidup. UI-Press. Jakarta.
Djayadiningrat, S. (ed.). Kualitas Lingkungan Hidup Indonesia 1992: 20 tahun
Stockhoholm. Kantor Meneg KLH.
Hardjowigeno. 1989. Ilmu Tanah. Departemen Balai Penelitian Tanah. Bogor.
Iqbal, H. Z. and M.A. Qodir. 1990. AAS determination of Lead and Cadmium in
Leaves Polluted by Vehicles Exhoust. Interface. Juornal Environmental
Analytic Chemistry. 38 (4) : 533 – 538
Jenie, B. S. L. dan W. P. Rahayu. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan.
Kanisius. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Kemmer, F. N. 1985. The Nalco Water Handbook, second edition. New York: Mc
Graw Hill.
Khopkar, 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press, Jakarta.
Laboratorium PDAM Tirta Pakuan Kota Bogor. 2007. Standar Operation
Procedure. PDAM Tirta Pakuan. Bogor.
Lahuddin, 2007. Logam Berat. Sumatera Utara
32
Laws, E. A. 1981. Aquatic Pollution. New York : John Wiley and Sons Inc.
Mary, S dan Azikin. 2003. Penanganan Lumpur Instalasi Pengolahan Air Somba
Opu. Sulawesi Selatan.
Muhammad, Y. F. 2010. Unsur Hara Makro dan Mikro. Jakarta
Muhklis dan Fauzi, 2003. Pergerakan Unsur Hara Nitrogen Dalam Tanah. USU
Press, Sumatera Utara.
Mulja, M., dan Surahman. 1995. Analisis Instrumental. Airlangga University
Prees, Surabaya.
Murbandono, L. 2001. Membuat Kompos, Edisi Revisi. Penebar Swadaya, Jakarta.
Murthado, D dan E.G. Said. 1987. Penanganan dan Pemanfaatan Limbah Padat.
PT. Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.
Palar, H.. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. PT. Jakarta: Rineka
Cipta. Jakarta.
PDAM. 2012. Informasi Penggunaan Air Bersih. Bogor
Permentan No. 02/Pert/HK.060/2/2006. Pupuk Organik dan Pembenah Tanah.
Rusmarkan, A. dan Yuwono, N. W. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius.
Yogyakarta.
Saeni, M.S. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor : Pusat Antar Universitas Ilmu
Hayat-DIKTI.
Skoog, D. A, West D. M, Holler F. J, Crouch S. R. 2004. Fundamentals of
Analytical Chemistry eighth edition. UK : Thomson Brooks.
Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. Universitas Indonesia
Press. Jakarta.
Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Jakarta : Rineka Cipta
Tejoyuwono. 2006. Peranan Pupuk Dalam Pembangunan Pertanian. Fakultas Pertanian UGM
: Yogyakarta.
Thopick, 2008. Sumber Magnesium. Jakarta
Underwood, A. L dan R. A. Day. Jr. 1981. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga.
Jakarta.
Vogel AI. 1985. Analisis Anorganik Kuantitatif Mineral Makro dan Semimikro.
Jakarta: Kalman Media Pustaka.
33
Yazid. M. 2003. Kajian Pemanfaatan Sludge IPAL Kota Yogyakarta Sebagai
Pupuk Organik Ditinjau Dari Hasil Analisis Unsur Nutrien Tanaman.
Puslitbang Teknologi Maju, BATAN. Yogyakarta.
LAMPIRAN
34
Lampiran 1. Diagram Alir Proses Pengolahan Air di PDAM Tirta Pakuan
Bogor
Intake
Sungai Cisadane
Penyaringan Awal
Prasedimentasi
Koagulasi
Sedimentasi
Aerasi
Reservoar
Desinfeksi
Filtrasi
Pengambilan Sampel Lumpur
Flokulasi
Sungai Cisadane
Sungai Cisadane
Analisis Lumpur
35
Lampiran 2. Diagram Alir Analisis Lumpur PDAM Tirta Pakuan Bogor
Sampel Lumpur
Uji Pendahuluan :
1. Pengukuran pH
2. Penetapan Kadar Air
Preparasi Sampel
Analisis Secara SSA :
Mg, Cu, Fe, K, Cd
Metode Kjedahl :
Penetapan N Total
Analisis
Spektrofotometer UV-
Vis : Penetapan P
36
Lampiran 3. Pengukuran Sampel Dengan SSA
Larutan standar masing-masing Fe, Mg, Cu, K, dan Cd 1000
ppm
Masing-masing dipipet sebanyak 100 ml, dimasukkan ke dalam
labu 1 L, dan ditambahkan aquadest sampai tanda tera.
Larutan stok standar Mg, Cu, Fe, K, dan Cd 100 ppm
Dipipet 0; 1; 2; 3; 4; 5 ml ke dalam masing-masing labu ukur
100 ml
Larutan standar Mg, Cu, Fe, K, Cd 0; 1; 2; 3; 4; 5 ppm
Sampel
Diukur menggunakan SSA pada masing-masing panjang gelombang
Diperiksa konsentrasi Mg, Cu, Fe, K, Cd
37
Lampiran 4. Penetapan P Dengan Spektrofotometer UV-Vis
Dipipet 0,5 ml sampel
Ditambah 9,5 ml akuades (pengenceran 20 kali)
Dipipet 2 ml sampel dan deret standar masing-masing
Ditambah 10 ml larutan pewarna P, dikocok homogen
(Dibiarkan 30 menit)
Diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada
panjang gelombang 693 nm.
38
Lampiran 5. Penetapan N Total
Ditimbang 1 g contoh, dan dimasukkan ke dalam tabung
digestion
Ditambahkan 2 ml HClO4 dan 5 ml HNO3
Didestruksi hingga suhu 350⁰C (3-4 jam)
Tabung diangkat, didinginkan, kemudian ekstrak diencerkan dengan
air bebas ion hingga tepat 50 ml.
Dikocok sampai homogen, dibiarkan semalam
Ekstrak dimasukkan ke dalam labu didih
Ditambahkan sedikit serbuk batu didih dan akuades hingga setengah
volume labu
Disiapkan erlenmeyer yang berisi 10 ml asam borat 1% dan tiga tetes indikator
Conway selanjutnya dihubungkan dengan alat destilasi
Ditambahkan NaOH 40% sebanyak 10 ml ke dalam labu didih
Didestilasi hingga volume penampung mencapai 50-75 ml
Destilat dititrasi dengan H₂SO₄ 0,050 N hingga warna merah muda
39
Lampiran 6. Hasil Pengukuran Lumpur Pengolahan Air PDAM Tirta
Pakuan Bogor.
Parameter
Hasil Pengujian
Metode Analisis Inlet
Pengolahan
Air Limbah
Lumpur A Lumpur B
pH
Besi (Fe)
Magnesium
(Mg)
Tembaga (Cu)
Kalium (K)
Fosfor (P)
Nitrogen (N)
total
Kadmium (Cd)
5,9
<0,010 mg/L
-
<0,2 mg/L
-
-
-
<0,001 mg/L
7,20
83 µg/g
542,4 µg/g
8,9 µg/g
69,5 µg/g
42,9 µg/g
0,0348 %
2,0 µg/g
7,13
34,6 µg/g
1036,9
µg/g
7,7 µg/g
52,4 µg/g
22,4 µg/g
0,027 %
TTD
pH Meter
SSA
SSA
SSA
SSA
Spektrofotometer
Kjeldahl
SSA
Ket : TTD = tidak terdeteksi
(-) = tidak dianalisis
40
Lampiran 7. Data Absorbansi Larutan Standar Fe
Konsentrasi Absorbansi
0 0,0027
1 0,0349
2 0,0631
3 0,0945
4 0,1201
5 0,1355
Diketahui :
Persamaan linier: y = 0,027x + 0,007
Slope = 0,027
Intersep = 0,007
R2
= 0,989
y = 0.027x + 0.007R² = 0.989
0.0000
0.0200
0.0400
0.0600
0.0800
0.1000
0.1200
0.1400
0.1600
0 2 4 6
Absorbansi Standar Fe
Absorbansi Standar Fe
Linear (Absorbansi Standar Fe)
41
Lampiran 8. Data Absorbansi Larutan Standar Mg
Konsentrasi Absorbansi
0 0,0021
10 0,1998
20 0,4081
30 0,6020
40 0,7611
50 0,9698
Diketahui :
Persamaan linier: y = 0,019x+0,010
Slope = 0,019
Intersep = 0,010
R2
= 0,998
y = 0.019x + 0.010R² = 0.998
0.0000
0.2000
0.4000
0.6000
0.8000
1.0000
1.2000
0 20 40 60
Absorbansi Standar Mg
Absorbansi Standar Mg
Linear (Absorbansi Standar Mg)
42
Lampiran 9. Data Absorbansi Standar Cu
Konsentrasi Absorbansi
0 0,0006
1 0,0687
2 0,1380
3 0,1990
4 0,2573
5 0,3150
Diketahui :
Persamaan linier: y = 0,062x + 0,006
Slope = 0,062
Intersep = 0,006
R2
= 0,998
y = 0.062x + 0.006R² = 0.998
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.3000
0.3500
0 2 4 6
Absorbansi Standar Cu
Absorbansi Standar Cu
Linear (Absorbansi Standar Cu)
43
Lampiran 10. Data Absorbansi Standar K
Konsentrasi Absorbansi
0 0,0000
0,2 0,0809
0,6 0,1811
0,8 0,2281
1 0,2868
2 0,5377
Diketahui :
Persamaan linier: y = 0,263x + 0,017
Slope = 0,263
Intersep = 0,017
R2
= 0,997
y = 0.263x + 0.017R² = 0.997
0.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
0.6000
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Absorbansi Standar K
Absorbansi Standar K
Linear (Absorbansi Standar K)
44
Lampiran 11. Data Absorbansi Larutan Standar P
Konsentrasi Absorbansi
0 0,0000
1 0,0840
2 0,1760
3 0,2630
4 0,3550
6 0,5200
Diketahui :
Persamaan linier: y = 0,087x + 0,001
Slope = 0,087
Intersep = 0,001
R2
= 0,999
y = 0,087x + 0,001R² = 0,999
0.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
0.6000
0 2 4 6 8
Absorbansi Standar P
Absorbansi Standar P
Linear (Absorbansi Standar P)
45
Lampiran 12. Data Absorbansi Larutan Standar Cd
Konsentrasi Absorbansi
0 0,0010
1 0,2512
2 0,4877
3 0,7155
4 0,9430
5 1,1484
Diketahui :
Persamaan linier: y = 0,229x + 0,016
Slope = 0,229
Intersep = 0,016
R2
= 0,999
y = 0.229x + 0.016R² = 0.999
0.0000
0.2000
0.4000
0.6000
0.8000
1.0000
1.2000
1.4000
0 2 4 6
Absorbansi Standar Cd
Absorbansi Standar Cd
Linear (Absorbansi Standar Cd)
46
Lampiran 13. Contoh Perhitungan Kadar Fe
Diketahui :
Slope : 0,027
Intersep : 0,007
Volume larutan preparasi sampel : 100 ml
Bobot sampel lumpur : 5 g
Absorbansi pada sampel lumpur A1 = 0,0192
Konsentrasi (x) =𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑦 − 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑝
𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒
x =𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑦 − 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠 𝑒𝑝
𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒
x =0,1177− 0,007
0,027
x = 4,1 ppm
Kadar Fe = 4,1 𝑝𝑝𝑚 𝑥 100 𝑚𝑙5 𝑔
= 82 ppm
Absorbansi pada sampel lumpur A2 = 0,1207
Konsentrasi (x) =𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑦 − 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑝
𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒
x =𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑦 − 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑝
𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒
x =0,1207− 0,007
0,027
x = 4,2 ppm
Kadar Fe =4,2 𝑝𝑝𝑚 𝑥 100 𝑚𝑙
5 𝑔
= 84 ppm
47
Rata-rata ppm sampel lumpur A
=𝑝𝑝𝑚 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝐴1+ 𝑝𝑝𝑚 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝐴2
2
Rata-rata ppm sampel A =82+ 84
2
Rata-rata ppm sampel A = 83 ppm
Tabel 9. Data Analisis Konsentrasi Masing-masing Logam
Parameter
Logam Ulangan mg/L µg/g
Fe
A1
A2
B1
B2
4,1
4,2
1,92
1,54
82,0
84,0
38,4
30,8
Mg
A1
A2
B1
B2
29,00
25,24
40,53
63,16
580,0
504,8
810,6
1263,2
Cu
A1
A2
B1
B2
0,37
0,52
0,31
0,46
7,4
10,4
6,2
9,2
K
A1
A2
B1
B2
3,66
3,29
2,83
2,41
73,2
65,8
56,6
48,2
Cd
A1
A2
B1
B2
0,10
0,10
TTD
TTD
2,0
2,0
TTD
TTD
P
A1
A2
B1
B2
2,17
2,12
1,42
0,82
43,4
42,4
28,4
16,4
48
Lampiran 14. Data Perhitungan Kadar Air
Diketahui Lumpur A :
Bobot pinggan kosong = 1,4457 g
Bobot sampel sebelum dioven = 4,9930 g
Bobot sampel setelah dioven = 1,6168 g
KA % =𝐵 − 𝐶
𝐵 − 𝐴 𝑋 100%
=6,4387 − 3,0625
6,4387 − 1,4457 𝑋 100% = 67,62 %
Diketahui Lumpur B :
Bobot pinggan kosong = 2,2849 g
Bobot sampel sebelum dioven = 5,0580 g
Bobot sampel setelah dioven = 2,4945 g
KA % =𝐵 − 𝐶
𝐵 − 𝐴 𝑋 100%
=7,3429 − 4,7794
7,3429 − 2,2849 𝑋 100% = 50,76 %
Ket : A = Bobot pinggan aluminium kosong
B = Bobot pinggan aluminium + sampel sebelum dioven
C = Bobot pinggan aluminium + sampel setelah dioven
49
Lampiran 15. Data Perhitungan N Total
Diketahui :
Volume titran A= 0,52 ml
Volume titran B = 0,46 ml
N H2SO4 = 0,0505 N
Bobot contoh A = 1,0755 g
Bobot contoh B = 1,1724 g
𝑁. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 % 𝐴 =𝑚𝑙 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 − 𝑚𝑙 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜 𝑥 𝑁. H2SO4
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔) 𝑥 100 %
=0,52 𝑥 0,014 𝑥 0,0505
1,0755 𝑋 100 %
= 0,034 %
𝑁. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 % 𝐴 =𝑚𝑙 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 − 𝑚𝑙 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜 𝑥 𝑁. H2SO4
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔) 𝑥 100 %
=0,46 𝑥 0,014 𝑥 0,0505
1,1724 𝑋 100 %
= 0,027 %
50
Lampiran 16. Hasil Analisis Air Baku PDAM Tirta Pakuan Bogor
Parameter Satuan Hasil
Analisis
Baku Mutu* Metode Uji/Teknik
Gol.1
pH
Besi (Fe)
Tembaga
(Cu)
Kadmium
(Cd)
mg/liter
mg/liter
mg/liter
8,52
0,93
<0,002
<0,0004
6 - 9
5
2
0,05
SNI.06-6989-11-2004
APHA.3120B-2005
APHA.3120B-2005
APHA.3120B-2005
*Baku mutu menurut Kep. Men. LH Nomor: KEP. 51/MENLH/10/1995/Gubernur
DT. I Jawa Barat No. 6 Th. 1999