PENGURANGAN KADAR N, P dan Cr6+ PADA LIMBAH CAIR LABORATORIUM SECARA FITOREMEDIASI MENGGUNAKAN ENCENG GONDOK (Eichornia crassipes): STUDI KASUS LIMBAH LABORATORIUM JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS GADJAH MADA

NURMAYA AROFAH, Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D.

2013 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Laboratorium merupakan salah satu penghasil air limbah dengan kandungan bahan berbahaya yang cukup tinggi. Berdasarkan data hasil survei limbah tahun 2009-2010, air limbah laboratorium Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada (JTK UGM) terdiri dari berbagai senyawa dominan berbahaya seperti Cr6+, Cd2+, Zn2+, Hg+, Fe2+, Cu2+, Mn2+, NH4+, NO3-, PO43- dan SO42-. Senyawa yang paling sering dan banyak ditemukan adalah Cr dalam bentuk ion Cr6+. JTK UGM telah memiliki Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan yang berasal dari limbah tiap laboratorium. IPAL tersebut memiliki 3 tahapan proses, yaitu anaerobe activated sludge, aerobe, dan fitoremediasi, namun karena limbah laboratorium JTK UGM yang sangat kompleks IPAL tersebut belum dapat beroperasi dengan baik. Hal ini menyebabkan perlu dilakukan penelitian pada tiap tahapan proses IPAL tersebut khususnya untuk proses fitoremediasi menggunakan enceng gondok. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi N, P dan Cr6+ terhadap daya adaptasi dan kemampuan enceng gondok untuk tumbuh, selain itu dalam penelitian ini juga dikembangkan suatu model matematis untuk mengestimasi laju penurunan konsentrasi N, P dan Cr6+ di cairan serta laju pertumbuhan enceng gondok. Penelitian ini dilakukan dalam 2 tahap. Tahap pertama adalah penanaman enceng gondok dalam limbah yang mengandung N-NH4OH dan P-H3PO4, Tahap kedua adalah penanaman enceng gondok dalam limbah yang mengandung Cr6+ yang disertai dengan penambahan pupuk NPK sebagai nutrisi. Parameter yang diamati adalah konsentrasi N,P dan Cr6+ di cairan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa enceng gondok dapat menyerap N dan P. Enceng gondok dapat tumbuh dengan subur pada konsentrasi N-NH4OH sebesar 9,651 ppm dan 15,573 ppm serta konsentrasi P-H3PO4 sebesar 2,013 ppm dan 2,737 ppm. Pertumbuhan ini ditandai dengan pertambahan berat dan warna daun enceng gondok yang berwarna hijau segar. Berbeda halnya dengan penyerapan senyawa N dan P, hasil penelitian menunjukkan bahwa enceng gondok tidak menyerap senyawa Cr6+. Hasil ini diperkuat dengan pengolahan data penelitian secara statistik menggunakan t-test yang menunjukkan tidak adanya Cr6+ yang terserap oleh enceng gondok. Hal ini dapat disebabkan karena pencucian akar dari lumpur dan pengotor selama proses aklimatisasi yang diduga menyebabkan mikroba yang berperan penting dalam penyerapan polutan logam menjadi hilang dari rhizofer enceng gondok. Model matematis yang diajukan untuk mengestimasi laju penurunan konsentrasi N menunjukkan hasil pendekatan yang cukup baik terhadap hasil eksperimen. Namun untuk penurunan konsentrasi P di fasa cairan, model yang diajukan masih belum cukup baik. Hal ini dapat disebabkan oleh belum terakomodasinya proses dekomposisi nutrisi P yang terjadi selama penyerapan oleh enceng gondok. Terkait dengan laju pertumbuhan enceng gondok, model yang diajukan cukup baik, tetapi masih memerlukan penyesuaian terkait dengan penyerapan nutrisi P dari cairan.

Laboratory is one of the unit which produce waste with relatively high hazardous content. Based on data of survey in 2009 -2010, waste water from laboratory of Chemical Engineering Department Gadjah Mada University(CED UGM) contain several dominant harzardous compund such as Cr6+, Cd2+, Zn2+, Hg+, Fe2+, Cu2+, Mn2+, NH4+, NO3-, PO43- and SO42. The dominant and frequently found compound is Cr in a form of Cr6+. CED UGM has had Waste Water Treatment Plant (WWTP) to overcome environmental pollution problem from the waste of each laboratory. This WWTP has 3 steps of processes, those are; anaerobic, aerobic and fitoremediation, but this WWTP does not work properly yet because CED UGM laboratory has a complex characteristic and contains various chemical compound. Therefore it needs experiment for each step of WWTP process focused on fitoremediation. This research aim to study the effect of N, P and Cr6+ toward water hyacinth adaptation to grow and to develop model equation to estimate the decreasing rate of N, P and Cr6+ and water hyacinth growth rate. This research was conducted in 2 steps of batch process those are water hyacinth planting in waste containing N-NH4OH dan P-H3PO4, followed by water hyacinth planting in waste containing Cr6+ with the addition of NPK, fertilizer as nutrition. The observed parameters are N, P and Cr6+ concentration in liquid. The research result shows that water hyacinth can absorb N and P content. In concentration of N-NH4OH as 9.651 ppm and 15.573 ppm and concentration of P-H3PO4 as 2.013 ppm and 2.737 ppm, water hyacinth can grow well indicated by the weight increase and its fresh-green leaf color. In adsorbing Cr(IV) by water hyacinth, after statistical calculation using t-test shows that chrome is not absorbed by water hyacinth, this was because at the process of acclimatization the root was washed which is possibly removing microbe and rhizosfer of water hyacinth which has important role of absorbing metal pollutant. Water hyacinth panting in various initial concentration of Cr(VI), affecting water hyacinth growth. The model proposed to estimate N decreasing rate exhibit acceptable approximation toward the experiment data. The model to estimate P decreasing rate and water hyacinth growth rate gives lower acceptability approximation result. This thing was probably connected to the decomposition occurred so that the modeling proposed could not accommodate the process yet.

Kata Kunci : Enceng Gondok, konsentrasi N-NH4OH, konsentrasi P-H3PO4, konsentrasi Cr6+