1

BIOAKUMULASI LOGAM Fe OLEH CACING AKUATIK DALAM PROSES REDUKSI LUMPUR

Dosen Pembimbing :

Ir. Atiek Moesriati, M.Kes.

Dosen Co-Pembimbing:

Alfan Purnomo, ST., MT.

Di susun oleh : Ro’du Dhuha Afrianisa

Latar Belakang (1)

Huang et al., 2012

• Lumpur produk pengolahan limbah mengandung zat organik, patogen, dan logam berat.

Permentan, 2006

• Baku mutu mikronutrien tanah pada pupuk organik dan pembenahan tanah yaitu maksimal 400 mg/kg

Analisis awal

• Kandungan besi pada lumpur produk pengolahan limbah sebesar 17.100 mg/kg.

2

Latar Belakang (2)

Clark (1986) dan Diniah (1995)

• Besi merupakan logam transisi dimana diperlukan dalam konsentrasi rendah dan bersifat racun pada konsentrasi tinggi

Ellisen et al. (2012)

• Pengolahan lumpur dengan menggunakan reaktor cacing akuatik.Tubificidae dan Lumbriculidae merupakan cacing akuatik

3

Latar Belakang (3)

Zhang (2012)

• Tubifex sp memiliki tingkat konsumsi yang tinggi, toleran terhadap polutan dan senyawa toksik

Karlsson, 2013

• Lumbriculus sp merupakan organisme yang toleran terhadap pencemar dan dapat mengakumulasi logam

4

Rumusan Masalah dan Tujuan

5

Berapa besar jumlah logam Fe pada cacing Tubifex sp dan Lumbriculus sp akibat

reduksi lumpur dari IPAL unit bak pengendap II.

Menganalisis jumlah kandungan Fe pada

cacing akuatik akibat reduksi lumpur dari

IPAL unit bak pengendap II.

Bagaimana pengaruh jenis cacing dan rasio worm per

sludge (w/s) terhadap proses akumulasi logam Fe pada

reaktor cacing akuatik.

Untuk menganalisis pengaruh jenis cacing dan

rasio worm per sludge ) terhadap proses akumulasi

logam Fe pada reaktor cacing akuatik.

Manfaat Penelitian

1. Diharapkan dapat memberikan informasi mengenai besar akumulasi logam Fe dalam cacing akuatik dalam mereduksi lumpur,

2. Diharapkan dapat memberikan alternatif pengolahan lumpur limbah secara biologis dengan memanfaatkan cacing akuatik.

Ruang Lingkup Penelitian

1. Effluent secondary treatment (lumpur sekunder) unit IPAL,

2. Parameter yang diukur : Fe dengan metode fenantrolin 4. Jenis cacing : Tubifex sp dan Lumbriculus sp,

5. Rasio (worm per sludge ) : 0,4: 0,6: 0,8.

6. Reaktor menggunakan sistem batch.

7

Tinjauan Pustaka (1) Karakteristik kimia Lumpur

Keberadaan logam berat dalam lumpur limbah kebanyakan bersumber dari limbah industri baik skala besar maupun skala kecil. Bergantung pada sumbernya, lumpur dapat mengandung bermacam logam diantaranya aluminium (Al), arsenic (As), boron (B), cadmium (Cd), krom (Cr), kobalt (Co), tembaga (Cu), besi (Fe), merkuri (Hg), mangan (Mn), nikel (Ni), timbal (Pb), selenium (Se), dan seng (Zn). Sanin et al. (2011)

8

Tinjauan Pustaka (2) Besi

Besi adalah elemen kimiawi pada umumnya di dalam air dapat bersifat:

1. Terlarut sebagai Fe 2+ (fero) atau Fe3+ (feri) 2. Tersuspensi sebagai butiran koloidal (diameter < 1 μm) atau

lebih besar seperti Fe2O3, FeO, FeOOH, Fe(OH)3 dan sebagainya

3. Tergabung terhadap zat organis dan zat padat yang inorganis (seperti tanah liat)

Alaert dan Santika, 1987

9

3+

Tinjauan Pustaka (5)

Keberadaan oligochaeta akan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi limbah. Bahan organik merupakan sumber makanan dasar bagi oligochaeta. Hal ini membuat kelompok oligochaeta menjadi komponen penting dalam proses self-purification di perairan, terutama di perairan yang tercemar

Jablonska, 2013

10

Tinjauan Pustaka (3)

Zhang, 2012

Tubifex sp.

Kedudukan taksonomi cacing:

• Famili : Tubificidae

• Genus : Tubifex

• Species : Tubifex tubifex

• Tubifex tubifex memiliki tingkat konsumsi tinggi, rentang hidup yang panjang dan kapasitas yang unggul untuk mentolerir polutan dan senyawa beracun dalam ekosistem akuatik.

11

Sumber : Siahaan et al., 2013

Tinjauan Pustaka (4)

Lumbriculus sp

Kedudukan taksonomi cacing:

• Famili : Lumbriculidae

• Genus : Lumbriculus

• Spesies : Lumriculus variegatus Sumber :Karlsson 2013

Karlsson, 2013 • Lumbriculus sp merupakan

organisme yang toleran terhadap pencemar dan kemungkinan terdapat di badan air mengalir yang bersih sampai kotor. Lumbriculus sp pada umumnya digunakan untuk mengukur bioakumulasi kontaminan pada sedimen

12

Tinjauan Pustaka (6)

13 Elissen, 2007

REAKTOR CACING AKUATIK

14

PELAKSANAAN PENELITIAN • Cacing Tubifex sp dan Lumbriculus sp dicuci dengan air

yang mengalir dan tidak diberi makan selama 1 hari. • Cacing dan lumpur dimasukkan ke dalam kompartemen

lumpur dalam reaktor. • Air sebanyak ±4 L dimasukkan ke dalam kompartemen air • Aerator dikondisikan hingga sesuai DO yang diinginkan. • Analisis Fe pada cacing, lumpur dan air dilakukan setiap

hari • Analisi pH, suhu dan DO dilakukan sebagai parameter

pendukung

15

16

17

18

19

20

Analisis pH

21

Waktu

(hari)

Rasio w/s

0.4 0.6 0.8

0 8.17 8.07 8.11

1 8.09 7.86 7.75

2 8.34 8.04 7.95

3 7.51 7.57 7.5

4 7.65 7.89 7.75

5 7.3 7.65 7.52

6 7.59 7.55 7.47

7 7.82 7.74 7.68

Waktu

(hari)

Rasio w/s

0.4 0.6 0.8

0 8.41 8.36 8.33

1 8.39 8.31 8.28

2 7.98 7.86 7.91

3 7.99 7.93 7.82

4 8.20 8.27 8.25

5 8.15 8.02 7.64

6 8.01 8.05 7.99

7 8.37 8.33 8.38

Tubifex sp. Lumbriculus sp.

Analisis Suhu

Waktu (hari)

Suhu air (◦C) tiap rasio w/s

0.4 0.6 0.8 0 30 30 30 1 31 31 31 2 28 28 28 3 28 28 28 4 28 28 28 5 28 28 28 6 30 30 30.5 7 30 30 30

Waktu

(hari) Suhu air (◦C) tiap rasio w/s

0.4 0.6 0.8

0 30 30 30

1 30 30 30

2 30 30 30.5

3 29 29 29.5

4 30 29.5 30

5 30 30 30

6 29 29 28.5

7 30 30 30 22

Tubifex sp. Lumbriculus sp.

Analisis DO Waktu (hari)

DO air (mg/L) Tubifex sp 0.4 0.6 0.8

0 3.16 3.3 3.5 1 3.14 3.27 3.45 2 3.18 3.25 3.11 3 2.98 3.23 3.28 4 2.79 3.2 3.48 5 3.07 3.47 3.95 6 3.08 3.39 3.49 7 3.22 3.4 3.34

Waktu (hari)

DO air (mg/L) Lumbriculus sp 0.4 0.6 0.8

0 3.56 3.51 3.53 1 3.38 3.39 3.37 2 3.37 3.36 3.35 3 3.34 3.32 3.31 4 3.1 3.17 3.17 5 3.18 3.18 3.22 6 3.26 3.28 3.28 7 3.29 3.31 3.33

23

Analisis Fe pada lumpur Variasi Tubifex sp

Waktu (Hari)

Konsentrasi Fe (mg/kg) 0,4 0,6 0,8

0 17100 17100 17100 1 15300 15100 15000 2 16200 15300 13100 3 16800 15000 14200 4 15800 16800 13700 5 14500 15700 13700 6 9400 12900 12100 7 11400 11000 11000

24

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 1 2 3 4 5 6 7

Ko

nse

ntr

asi (

mg/

L)

Waktu (hari)

Fe di lumpur

0,4

0,6

0,8

Analisis Fe pada lumpur Variasi Lumbriculus sp

25

Waktu (Hari)

Konsentrasi Fe (mg/kg) 0.4 0.6 0.8

0 18902.8 18902.8 18902.8

1 17972.9 17972.9 16910.2

2 17441.6 14519.1 16644.5

3 15316.2 19832.6 14519.1

4 10972.4 12128.1 10972.4

5 16551.5 19361.1 16551.5

6 13629.1 15246.8 16020.2

7 22051.0 12832.1 11769.4 0

5000

10000

15000

20000

25000

0 1 2 3 4 5 6 7

Ko

nse

ntr

asi (

mg/

L)

Waktu (hari)

Fe pada lumpur

0,4

0,6

0,8

Analisis Fe pada Cacing Variasi Tubifex sp

26

Waktu (Hari)

Konsentrasi Fe pada cacing mg/kg

0.4 0.6 0.8 0 800 800 800 1 2100 2400 1600 2 2200 2300 1800 3 2200 2600 1900 4 4976 4100 3300 5 4120 4487 4242 6 5465 5220 6198 7 5220 4976 5465

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

5000,00

6000,00

7000,00

0 1 2 3 4 5 6 7K

onse

ntra

si (m

g/L

)

Waktu (hari)

Fe pada cacing Tubifex sp

o,40,60,8

Rata-rata peningkatan terbesar terjadi pada rasio 0,4 yaitu 369,28% atau 2954,3 mg/kg

Analisis Fe pada Cacing Variasi Lumbriculus sp

27

Waktu (Hari)

Konsentrasi Fe pada cacing mg/Kg

0.4 0.6 0.8 0 740.6 740.6 740.6

1 973.0 1072.7 1072.7

2 1105.9 1570.8 1271.9

3 873.4 906.6 674.1

4 1504.4 1238.7 1902.9

5 1570.8 1869.7 2035.7

6 1471.2 1803.3 1637.2

7 1537.6 1703.6 2035.7

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

0 1 2 3 4 5 6 7K

onse

ntra

si (m

g/L

) Waktu (hari)

Fe pada Cacing Lumbriculus sp

0.40.60.8

Rata-rata peningkatan terbesar terjadi pada rasio 0,8 yaitu 105,06% atau 778 mg/kg

Analisis Fe pada Air Variasi Tubifex sp

28

Waktu (Hari)

Konsentrasi Fe di air mg/L

0.4 0.6 0.8

0 0.08 0.08 0.09

1 0.25 0.75 0.25

2 0.19 0.29 2.93

3 3.10 2.44 4.37

4 0.45 3.00 7.33

5 4.18 5.76 6.52

6 6.18 9.60 8.94

7 4.69 6.79 8.96 0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

0 1 2 3 4 5 6 7K

onse

ntra

si F

e Hari ke

Fe pada Air

o,40,60,8

Analisis Fe pada Air Variasi Lumbriculus sp

29

Waktu (Hari)

Konsentrasi Fe di air mg/L 0.4 0.6 0.8

0 0.12 0.28 1.03 1 0.67 4.26 5.24 2 1.87 2.53 2.59 3 1.92 2.32 2.05 4 1.42 1.79 1.42 5 2.32 3.91 5.24 6 2.32 4.71 4.71 7 4.18 6.30 7.90

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

0 1 2 3 4 5 6 7ko

nse

ntr

si (

mg/

L)

Waktu (hari)

Fe dalam air

0,4

0,6

0,8

30

KESIMPULAN

Rata-rata jumlah logam Fe yang terkandung dalam

tubuh cacing Tubifex sp. dan Lumbriculus sp. akibat proses

reduksi lumpur masing masing 295.427,87 mg/kg

dan 77.804,77 mg/kg dengan peningkatan sebesar 369,28% dan 105,6%.

Cacing Tubifex sp. mampu mengakumulasi logam Fe dengan prosentase yang lebih besar dibandingkan

dengan cacing Lumbriculus sp. Rasio w/s yang paling

besar dalam mengakumulasi logam Fe pada cacing Tubifex sp. adalah rasio 0,4 dan pada cacing Lumbriculus sp. pada

rasio 0,8.

Saran

• Perlu dilakukan penelitian mengenai biomagnifikasi logam Fe pada tubuh cacing akuatik dalam proses reduksi lumpur, sehingga dapat diketahui bioakamulasi logam Fe dalam tubuh cacing.

31

TERIMAKASIH

32