validasi metode pengujian dalam air laut secara...
TRANSCRIPT
-
VALIDASI METODE PENGUJIAN BIOCHEMICAL OXYGEN
DEMAND (BOD) DALAM AIR LAUT SECARA TITRIMETRI
MENGACU PADA SNI 6989.72:2009
SKRIPSI
SHOHIBUL FIQRI
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2020 M / 1442 H
-
VALIDASI METODE PENGUJIAN BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND
(BOD) DALAM AIR LAUT SECARA TITRIMETRI
MENGACU PADA SNI 6989.72:2009
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
SHOHIBUL FIQRI
NIM. 11160960000014
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2020 M / 1442 H
-
VALIDASI METODE PENGUJIAN BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND
(BOD) DALAM AIR LAUT SECARA TITRIMETRI
MENGACU PADA SNI 6989.72:2009
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
SHOHIBUL FIQRI
NIM. 11160960000014
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Nurhasni, M. Si Dini Ayudia, M. Si
NIP. 19740618 200501 2 005 NIP. 19850114 201012 2 002
Mengetahui,
Ketua Program Studi Kimia
Dr. La Ode Sumarlin, M. Si
NIP. 19750918 200801 1 007
-
PENGESAHAN UJIAN
Skripsi yang berjudul “Validasi Metode Pengujian Biochemical Oxygen Demand
(BOD) dalam Air Laut Secara Titrimetri Mengacu pada SNI 6989.72:2009”
telah diuji dan dinyatakan LULUS pada Sidang Munaqosah Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada Rabu, 23
September 2020. Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Kimia.
Menyetujui,
Penguji I
Dr. Hendrawati, M. Si
NIP. 19720815 200312 2 001
Penguji II
Dr. Agus Salim, M. Si
NIP. 19720816 199903 1 003
Pembimbing I
Nurhasni, M.Si
NIP. 19740618 200501 2 005
Pembimbing II
Dini Ayudia, M. Si
NIP. 19850114 201012 2 002
Mengetahui,
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M. Env.Stud
NIP. 19690404 200501 2 005
Ketua Program Studi Kimia
Dr. La Ode Sumarlin, M.Si
NIP. 19750918 200801 1 007
-
PERNYATAAN
DENGAN INI MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH HASIL
KARYA SAYA SENDIRI DAN BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI
SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU
LEMBAGA MANAPUN.
Jakarta, September 2020
Shohibul Fiqri
11160960000014
-
©Hak Cipta Milik UIN, Tahun 2020
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruhnya karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan karya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan UIN.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulisan
ini dalam bentuk apapun tanpa izin UIN dan Pusat Penelitian dan Pengembangan
Kualitas Laboratorium Lingkungan – Kementrian Lingkungan Hidup dan
Kehutanan (P3KLL – KLHK Serpong.
-
ABSTRAK
SHOHIBUL FIQRI. Validasi Metode Pengujian Biochemical Oxygen Demand
(BOD) dalam Air Laut Secara Titrimetri Mengacu pada SNI 6989.72:2009.
Dibimbing oleh NURHASNI dan DINI AYUDIA.
Penentuan indeks kualitas air laut belum terdapat metode Standar Nasional
Indonesia (SNI) khusus pengujian BOD air laut, maka dilakukanlah validasi metode
pengukuran pencemaran BOD dalam air laut secara titrimetri dengan mengacu pada
SNI 6989.72:2009 (metode pengujian BOD air limbah dan air permukaan).
Penelitian ini bertujuan memvalidasi metode SNI 6989.72:2009 dalam menentukan
nilai Indeks Kualitas Air (IKA) BOD air laut sehingga dapat diterapkan di
laboratorium. Pengujian BOD pada air laut dilakukan secara titrimetri, berdasarkan
penentuan oksigen terlarut sebelum dan sesudah inkubasi pada temperatur 20oC
selama 5 hari (BOD5). Jumlah populasi bakteri optimum dalam analisis BOD air
laut adalah 19,64 x 106 CFU/mL atau 4 mL Polyseed dalam 1 botol winkler 1oo
mL, dengan konsentrasi BOD5 standar GGA 174,73 mg/L, dan %O2 54,06 telah
sesuai standar APHA No. 5210-2012. Validasi metode analisis dilakukan dengan
mengukur parameter linieritas, akurasi dan presisi dengan hasil pengujian yang
linier, nilai akurasi dalam rentang 88–96%, serta nilai presisi %RSD yang diterima.
Nilai BOD5 dengan bakteri isolasi dan Polyseed terdapat perbedaan berdasarkan uji
t. Nilai BOD5 sampel air laut sebesar 12,38 mg/L, melebihi baku mutu BOD5 dalam
KEPMENLH No 51 Th. 2004 untuk air laut wisata bahari (
-
ABSTRACT
SHOHIBUL FIQRI. Methods Validation of Testing Biochemical Oxygen
Demand (BOD) in Sea Water Using Titrimetry Based on SNI 6989.72: 2009.
Supervised by NURHASNI and DINI AYUDIA.
Determining index of seawater quality, there is no Standar Nasional Indonesia
(SNI) BOD testing in sea water method, therefore a validation method for
measuring BOD contamination in sea water by Titrimetry with reference to SNI
6989.72: 2009 (BOD testing method for waste water and surface water). This study
aims to validate the SNI 6989.72: 2009 method on determining the value of Water
Quality Index (WQI) BOD in seawater so the methods can be applied in the
laboratory. BOD testing in seawater using titrimetry methods, based on the
determination of dissolved oxygen before and after incubation at 20oC for 5 days
(BOD5). The optimum bacteria population on BOD5 analysis of seawater was 19,64
x 106 CFU/mL or 4 mL Polyseed in 1 winkler bottle 100 mL, with BOD5
concentration of GGA standard is 174,73 mg/L, and %O2 54,06 accordance with
APHA standard No. 5210-2012. The validation of the analytical method by
measuring the linearity, accuracy and precision parameters, an accuracy value on
the range of 88-96%, and a precision value (%RSD) received. BOD5 values with
isolated bacteria and Polyseed were different based on the t test, BOD5 values
seawater samples obtained 12.38 mg/L, have exceeded BOD5 quality standard in
KEPMENLH No. 51 of 2004 for marine tourism (
-
ix
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrohmaanirrohim
Assalamualaikum Warahmatullah Wabarakatuh
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT
berkat rahmat nikmat dan karunia-Nya yang tak pernah berhenti diberikan kepada
penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Validasi Metode
Pengujian Biochemical Oxygen Demand (BOD) dalam Air Laut Secara
Titrimetri Mengacu pada SNI 6989.72:2009”. Penulis menyadari bahwa
terselesaikannya skripsi ini dibantu oleh banyak pihak. Penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Nurhasni, M.Si selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
pengarahan, pengetahuan, serta bimbingannya sehingga banyak membantu
penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi;
2. Dini Ayudia, M.Si selaku Pembimbing II yang telah memberikan pengarahan,
pengetahuan, serta bimbingannya sehingga banyak membantu penulis dalam
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi;
3. Dr. Hendrawati, M.Si selaku Penguji I yang telah memberikan masukan serta
saran sehingga banyak membantu penulisan skripsi;
4. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Penguji II yang telah memberikan masukan serta
saran sehingga banyak membantu penulisan skripsi;
5. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains
dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta;
6. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env., Stud selaku Dekan Fakultas Sains
dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta;
-
x
7. Ir. Herman Hermawan, M.M selaku Kepala Pusat Penelitian dan
Pengembangan Kualitas dan Pengembangan Lingkungan Kementrian
Lingkungan Hidup dan Kehutanan (P3KLL) Puspiptek, Serpong;
8. Ibu, Ayah, kakak dan adik tercinta yang selalu memberikan doa, dukungan
dan bantuannya kepada penulis baik berupa moril maupun materil serta
kesabarannya selama ini;
9. Bu Sari, Bu Ade, Ka Amin, Ka Dani, Ka Ressi, Ka Herlambang yang telah
banyak membantu penulis dalam bekerja di Laboratorium;
10. Seluruh staff dan pekerja di P3KLL;
11. Alfatih Hardiyanto, Meydina Syafanti, Miya Riski Utari, Didik Sodikin,
Fitriyani Adwiwartika dan Ribbialif Wiga sebagai rekan penelitian;
12. Teman-teman Kimia angkatan 2016 yang selalu membantu dan memberikan
dukungannya dalam menyelesaikan penulisan skripsi;
13. Seluruh pihak yang membantu dalam penulisan skripsi ini yang tidak bisa
penulis sebutkan semuanya.
Penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat
dan menambah pengetahuan bagi pembaca.
Wassalamualaikum Warahmatullah Wabarakatuh
Jakarta, September 2020
Penulis
Shohibul Fiqri
-
xi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................................................ix
DAFTAR ISI ................................................................................................................xi
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv
DAFTAR ISTILAH .................................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 5
1.3 Hipotesis ................................................................................................................. 5
1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................................... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................................... 7
2.1 Air Laut ................................................................................................................... 7
2.2 Pencemaran Laut ..................................................................................................... 7
2.3 Biochemical Oxygen Demand (BOD) ....................................................................... 9
2.4 Prinsip Biochemical Oxygen Demand (BOD) SNI 6989.72:2009 ............................ 11
2.5 Isolasi Mikroba ...................................................................................................... 12
2.6 Spektrofotometri Uv-Vis........................................................................................ 13
2.7 Validasi Metode .................................................................................................... 14
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................. 17
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................................ 17
3.2 Alat dan Bahan ..................................................................................................... 17
3.2.1 Alat ............................................................................................................. 17
3.2.2 Bahan .......................................................................................................... 17
3.3 Bagan Alir Penelitian ............................................................................................. 18
3.4 Prosedur Penelitian ................................................................................................ 19
3.4.1 Optimasi Bakteri Menggunakan Polyseed .................................................... 19
3.4.2 Optimasi Bakteri Isolasi ............................................................................... 20
3.4.3 Analisis BOD5 dengan Polyseed (SNI 6989.72:2009) dan Bakteri Isolasi ..... 21
3.4.4 Analisis Data ............................................................................................... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 26
4.1 Optimasi Bakteri ..................................................................................................... 26
4.1.1 Pembuatan Kurva Standar Perhitungan Jumlah Bakteri Menggunakan
Metode McFarland....................................................................................... 26
-
xii
4.1.2 Optimasi Penambahan Jumlah Bakteri menggunakan Polyseed dan Bakteri
Isolasi .......................................................................................................... 28
4.2 Validasi Metode BOD5 Air Laut dengan Polyseed............................................ 30
4.3 Validasi Metode BOD5 Air Laut dengan Bakteri Isolasi ........................................... 32
4.4 Uji Beda (t Test) ...................................................................................................... 37
BAB V PENUTUP ....................................................................................................... 41
5.1 Simpulan ................................................................................................................. 41
5.2 Saran ....................................................................................................................... 42
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 43
LAMPIRAN ................................................................................................................ 47
-
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kriteria penerimaan presisi berdasar kadar analit ............................................. 15
Tabel 2. Nilai persen ketelitian ..................................................................................... 15
Tabel 3. Rentang kesalahan yang diperbolehkan pada tiap konsentrasi analit................. 15
Tabel 4. Petunjuk preparasi standar McFarland ............................................................. 19
Tabel 5. Data hasil pembuatan kurva standar McFarland ............................................... 27
Tabel 6. Hasil analisis BOD5 standar GGA dengan variasi jumlah bakteri Polyseed ...... 29
Tabel 7. Reprodusibilitas blanko menggunakan Polyseed .............................................. 30
Tabel 8. Reprodusibilitas standar GGA menggunakan Polyseed .................................... 31
Tabel 9. Repeatabilitas blanko menggunakan bakteri isolasi ......................................... 34
Tabel 10. Repeatabilitas standar GGA menggunakan bakteri isolasi .............................. 35
Tabel 11. Reprodusibilitas sampel menggunakan bakteri isolasi .................................... 36
Tabel 12. Perbedaan hasil pengujian BOD5 pada standar GGA ..................................... 38
Tabel 13. Hasil uji beda (t-test) konsentrasi BOD5 pada standar GGA menggunakan
Polyseed dan bakteri isolasi ......................................................................... 39
-
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram alat spektrometer Uv-Vis .............................................................. 13
Gambar 2. Bagan alir penelitian ................................................................................... 18
Gambar 3. Kurva kalibrasi McFarland ......................................................................... 27
Gambar 4. Titik lokasi pengambilan sampel air laut untuk isolasi bakteri ..................... 33
Gambar 5. Laut Marunda Jakarta Utara ........................................................................ 37
-
xv
DAFTAR ISTILAH
Aerasi
Proses penambahan udara/oksigen dalam air dengan membawa air
dan udara ke dalam kontak yang dekat, dengan cara memberikan gelembung-
gelembung halus udara dan membiarkannya naik melalui air (udara ke dalam
air).
APHA
American Public Health Association
Blanko
Larutan yang mempunyai perlakuan yang sama dengan analat tetapi tidak
mengandung komponen analat, berfungsi sebagai lerutan pembanding.
BOD
Biochemical Oxygen Demand
BOD5
Biochemical Oxygen Demand dengan waktu inkubasi 5 hari.
CFU
Colony Forming Unit's. Unit-unit / satuan pembentuk koloni.
IKA
Indeks Kualitas Air
Inkubasi (Mikrobiologi)
Proses memelihara kultur bakteri dalam suhu tertentu selama jangka waktu
tertentu untuk memantau pertumbuhan bakteri.
Isolasi
Proses pengambilan atau pemisahan komponen/senyawa bahan alam dengan
menggunakan pelarut/perlakuan yang sesuai.
KEPMENLH
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup
https://id.wikipedia.org/wiki/Airhttps://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttps://id.wikipedia.org/wiki/Suhu
-
xvi
Kultivasi Mikroba
Pengembangbiakan bakteri dengan memberikan nutrisi agar dapat
berkembang biak dengan baik.
pH
Derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau
kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan.
Proses Biokimia
Proses tentang zat-zat kimia penyusun tubuh makhluk hidup, serta reaksi-
reaksi dan proses kimia, yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup.
Populasi Bakteri
Kumpulan bakteri sejenis yang berada pada wilayah tertentu dan pada waktu
yang tertentu pula.
Salinitas
Tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air.
SNI
Standar Nasional Indonesia
Standar GGA
Larutan Glucose-Glutamic Acid
-
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan larutan pengujian ................................................................... 47
Lampiran 2. Hasil perhitungan standarisasi natrium tiosulfat 0,0125 N ........................ 49
Lampiran 3. Data hasil penentuan kurva standar McFarland......................................... 50
Lampiran 4. Data hasil optimasi variasi jumlah bakteri Polyseed untuk pengujian
BOD5 ...................................................................................................... 51
Lampiran 5. Data hasil analisis BOD5 dengan Polyseed ............................................... 52
Lampiran 6. Data hasil analisis BOD5 dengan bakteri isolasi ........................................ 55
Lampiran 7. Data hasil independent t-test (uji beda) menggunakan SPSS ..................... 58
Lampiran 8. Titik lokasi pengambilan sampel di laut Marunda Jakarta ......................... 59
Lampiran 9. Rancangan Anggaran Biaya (RAB) penelitian .......................................... 60
Lampiran 10. Timeline penelitian ................................................................................. 61
Lampiran 11. Dokumentasi penelitian .......................................................................... 62
Lampiran 12. SNI 6989.72:2009 .................................................................................. 63
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan salah satu sumber daya alam yang keberadaannya tidak dapat
dipisahkan dari kehidupan manusia guna memenuhi kebutuhan sehari-hari, seperti
mandi, mencuci, memasak, hingga bercocok tanam. Kebutuhan akan air juga tidak
hanya sebatas untuk keperluan rumah tangga saja, sebagaimana kita ketahui
semakin banyak industri berkembang yang sebagian besar proses produksinya
menggunakan air, kegiatan-kegiatan tersebut tentunya akan menghasilkan limbah
cair yang dapat berpotensi mencemari lingkungan jika tidak ditangani dengan baik
dan benar. Limbah cair yang dihasilkan akan mengalami perubahan fisik, kimia,
dan hayati yang dapat menghasilkan zat-zat beracun dan berbahaya (Kanwiyanti et
al., 2013).
Limbah hasil kegiatan yang dialirkan ke sungai atau laut, dapat mencemari
sungai atau laut tersebut dan menimbulkan berbagai masalah penyakit bagi manusia
dan lingkungan disekitarnya. Penanggulangan masalah tersebut dapat dilakukan
dengan pemantauan kualitas air khususnya air limbah. Cara yang dapat dilakukan
untuk memantau kualitas air salah satunya yaitu dengan mengukur BOD
(Biochemical Oxygen Demand). Parameter BOD memberikan informasi mengenai
fraksi yang siap terurai dari bahan organik yang mengalir di dalam air (Sara et al.,
2018).
Tingginya bahan pencemar dari pembangunan industri di daratan dan sekitar
pesisir pantai menjadi penyebab pencemaran air laut. Salah satu indikator
-
2
tercemarnya air laut adalah parameter nilai BOD yang mengindikasikan kualitas air
laut berada pada kondisi tidak tercemar, tercemar ringan, sedang dan tercemar berat.
Kualitas suatu perairan laut yang baik tentunya sangat penting bagi kehidupan
organisme di dalamnya.
Allah SWT berfirman dalam surah An-Nahl ayat 14:
َر اْلبَْحَر ِلتَأُْكلُْوا ِمْنهُ تَْستَْخِرُجْوا ِمْنهُ َوُهَو الَِّذْي َسخَّ لَْحًما َطِريًّا وَّ
ِحْليَةً تَْلبَُسْونََهۚا َوتََرى اْلفُْلَك َمَواِخَر فِْيِه َوِلتَْبتَغُْوا ِمْن فَْضِلٖه َولَعَلَُّكْم
تَْشُكُرْونَ )١٤(
Artinya:
“Dan Dialah yang menundukkan lautan (untukmu), agar kamu dapat
memakan daging yang segar (ikan) darinya, dan (dari lautan itu) kamu
mengeluarkan perhiasan yang kamu pakai. Kamu (juga) melihat perahu berlayar
padanya, dan agar kamu mencari sebagian karunia-Nya, dan agar kamu bersyukur.”
(QS An-Nahl: 14).
Ayat di atas menerangkan segala sumber daya alam yang terdapat di lautan
memiliki banyak manfaat dan merupakan tanda kekuasaan Allah SWT yang harus
disyukuri sebagai manusia beriman haruslah sadar akan itu sehingga dapat
meningkatkan keimanan kita.
BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme aerobik
untuk menguraikan hampir semua zat organik yang terlarut maupun yang
tersuspensi di dalam air. Nilai BOD dinyatakan dalam miligram oksigen yang
dikonsumsi per liter sampel selama 5 hari (BOD5) inkubasi pada suhu 20°C dan
sering digunakan sebagai indikator untuk menunjukkan tingkat polusi organik
dalam air dan BOD5 inilah yang dilakukan pada penelitian ini. Waktu inkubasi
selama 5 hari (BOD5) paling umum digunakan karena waktu uji yang relatif singkat
-
3
dan praktis untuk mendeteksi pemecahan biologis bahan organik dalam limbah,
namun hanya mampu mengukur sekitar 70% dari total zat organik yang diuraikan.
Waktu 20 hari adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai degradasi total pada
suhu 20°C (Dasgupta dan Yilzid 2016).
BOD5 mampu menguraikan sekitar 70% zat organik, nilai tersebut sudah
mampu mewakili jumlah total keseluruhan zat organik yang terkandung dalam
sampel, alernatif lain yang juga digunakan selain BOD5, yaitu BOD1 jika
dibutuhkan waktu analisis yang cepat dan BOD7 yang dianggap sebagai waktu yang
lebih baik untuk mendegradasi bahan organik di negara Sweden dan Norway.
Pengukuran bahan organik yang hampir terdegradasi seluruhnya dapat digunakan
BOD25 (Henze et al., 2008). Semakin lama waktu inkubasi maka bahan organik
yang diuraikan oleh mikroorganisme semakin banyak, sehingga kadar senyawa
organik dalam limbah berkurang oleh karena itu agar pengujian BOD5 dapat
mendegradasi bahan organik secara maksimal maka ditambahkannya bakteri
biakan.
Pengujian BOD menggunakan mikroorganisme sehingga hasil pengujian
dipengaruhi berdasarkan kinerja dari mikroorganisme yang digunakan, beberapa
faktor yang mempengaruhi kinerja bakteri dalam proses oksidasi bahan organik
dalam sampel adalah salinitas, temperatur, oksigen, dan pH. Air laut memiliki
perbedaan nutrisi serta kandungan mineral dengan air limbah dan air permukaan,
air laut memiliki salinitas atau kadar garam yang tinggi yang dapat menyebabkan
kurang maksimalnya kinerja mikroorganisme dalam pengujian BOD, oleh karena
itu pada penelitian ini ditambahkan bakteri biakan Polyseed dan bakteri isolasi yang
nantinya akan dilihat perbedaan kinerja kedua bakteri tersebut mana yang lebih
-
4
maksimal dalam pengujian BOD air laut. Faktor kontrol bibit mikroba menurut SNI
6989-72.2009 yaitu 0,6 - 1 mg/L suspense bibit per botol BOD untuk pengujian
BOD air limbah dan air permukaan.
Penelitian ini menggunakan bakteri isolasi dari air laut yang diharapkan
bakteri tersebut merupakan bakteri yang tahan terhadap kadar garam yang tinggi.
Bakteri hasil isolasi dari air laut digunakan sebagai mikroorganisme analisis BOD
air laut, namun penggunaan bakteri tersebut harus didapatkan terlebih dahulu
jumlah populasi yang optimum yaitu dengan melakukan tingkatan penambahan
jumlah populasi bakteri yang digunakan terhadap nilai BOD larutan standar.
Pengujian BOD secara SNI dilakukan menggunakan metode winkler. Prinsip
dari metode winkler yaitu oksigen di dalam sampel akan mengoksidasi MnSO4
yang ditambahkan ke dalam larutan pada keadaan alkalis, sehingga terjadi endapan
MnO2. Penambahan asam sulfat dan kalium iodida akan membebaskan iodin yang
ekuivalen dengan oksigen terlarut. Iodin yang dibebaskan tersebut kemudian
dianalisis dengan metode titrasi iodometri (Hayati, 2015).
Penentuan indeks kualitas air laut belum ada metode SNI pengujian BOD dari
air laut, oleh karena itu dilakukanlah validasi metode pengukuran pencemaran BOD
(Biochemical Oxygen Demand) dalam air laut secara titrimetri dengan mengacu
pada SNI 6989.72:2009 menggunakan metode winkler.
Penelitian Hamuna et al., (2018), di perairan Distrik Depapre, Kabupaten
Jayapura, Provinsi Papua diperoleh yaitu 8 – 13 mg/L yang mana perairan Depapre
masih dalam keadaan normal, karena standar maksimum BOD5 yang dianjurkan
untuk biota laut dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 tahun
2004 adalah 20 mg/l. BOD5 perairan Depapre masih dalam keadaan normal.
-
5
Penelitian lain yang dilakukan oleh Supriyantini et al., (2017), di wilayah
pesisir pantai utara Kota Semarang, menunjukan bahwa kandungan parameter
bahan organik selama penelitian di semua lokasi adalah BOD (3,77 – 15,13 mg/L),
COD (20,33 – 140,67 mg/L), TSS (1,33 – 13,67 mg/L), TDS (818,33 – > 2.000
mg/L) dan TOM (10,73 – 50 mg/L).
Validasi metoda analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter
tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, sangat penting untuk membuktikan
bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya, sehingga
metoda tersebut dikatakan valid. Hasil uji yang valid secara sederhana dapat
digambarkan sebagai hasil uji yang mempunyai akurasi (accuracy) dan presisi
(precission) yang baik (Harmita, 2004).
1.2 Rumusan Masalah
1. Berapa jumlah populasi bakteri yang optimum dalam analisis BOD5 air
laut?
2. Apakah metode BOD5 air laut secara Titrimetri memiliki akurasi dan
presisi yang baik?
3. Bagaimana hasil perbandingan nilai BOD5 menggunakan bakteri standar
(Polyseed) dan bakteri hasil isolasi?
1.3 Hipotesis
1. Jumlah populasi bakteri yang optimum dalam analisis BOD5 air laut
mengacu pada standar McFarland.
-
6
2. Metode BOD5 air laut secara Titrimetri memiliki akurasi dan presisi yang
baik.
3. Terdapat perbedaan nilai BOD5 menggunakan bakteri standar (Polyseed)
dan bakteri hasil isolasi.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan populasi bakteri yang
optimum dalam analisis BOD5 air laut.
2. Mendapatkan data validasi terhadap metode pengujian BOD5 air laut
menggunakan bakteri hasil isolasi.
3. Membandingkan nilai BOD5 menggunakan bakteri standar (Polyseed) dan
bakteri hasil isolasi.
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini dilakukan untuk memvalidasi metode pengujian BOD5 air
laut menggunakan bakteri isolasi yang diharapkan dapat memberikan hasil lebih
baik dibandingkan menggunakan bakteri standar (Polyseed) yang cenderung
digunakan untuk pengujian air limbah dan air pemukaan serta memiliki harga yang
mahal, sehingga penggunaan bakteri isolasi juga diharapkan dapat lebih efisien
dalam hal biaya penelitian.
-
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Laut
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk
kehidupan yang ada di bumi. Manusia dan semua makhluk hidup lainnya
membutuhkan air. Wujudnya dapat berupa cairan, es (padat), dan uap (gas). Air
meliputi semua air yang terdapat di dalam atau pun berasal dari sumber air yang
terdapat di atas permukaan tanah (Effendi 2003).
Air dapat berupa air tawar (fresh water), air payau dan air asin (air laut) yang
merupakan proses perubahan wujud, gerakan aliran air (di permukaan tanah, di
dalam tanah, dan di udara) dan jenis air mengikuti suatu siklus keseimbangan dan
dikenal dengan istilah hidrologi. Air laut merupakan air yang berasal dari laut,
memiliki rasa asin, dan memiliki kadar garam (salinitas) yang tinggi, dimana rata-
rata pada air laut memiliki salinitas 35 g yang berarti bahwa untuk setiap satu liter
air laut terdapat 35 g yang terlalut di dalamnya, sedangkan air tawar merupakan air
dengan kadar garam dibawah 0,5 ppt (Destrina, 2015).
2.2 Pencemaran Laut
Pencemaran perairan didefinisikan sebagai dampak negatif dari masuknya zat
pencemar ke dalam suatu perairan sehingga berpengaruh terhadap kualitas perairan,
kehidupan biota di perairan, sumberdaya, ekosistem perairan dan kesehatan
manusia yang hidup di sekitar perairan tersebut. Bahan pencemar atau zat pencemar
menurut sumbernya terbagi menjadi dua yaitu yang berasal dari alam dan kegiatan
-
8
manusia. Pencemaran yang diakibatkan oleh kegiatan manusia diantaranya adalah
pemanfaatan sumberdaya alam pada proses pertambangan, perindustrian, pertanian
dan perikanan (Sutisna, 2007).
Menurut peraturan pemerintah RI No. 19 Tahun 1999 tentang pengendalian
pencemaran dan perusakan laut, pencemaran laut adalah masuknya makhluk hidup,
zat energi atau komponen lain ke dalam lingkungan laut oleh kegiatan manusia
sehingga kualitasnya menjadi menurun sampai ke tingkat tertentu yang
menyebabkan lingkungan laut tidak sesuai dengan fungsinya.
Sumber pencemaran laut secara umum disebabkan oleh kegiatan atau
aktivitas di darat maupun kegiatan di laut. Diperkirakan sekitar 80% sumber
pencemaran laut yang berasal dari aktivitas di daratan seperti penebangan hutan,
buangan limbah industri, limbah pertanian, limbah cair domestik, limbah padat
berbahan plastik serta reklamasi pantai. Aktivitas laut yang berpotensi mencemari
lingkungan laut adalah kegiatan transportasi pelayaran, pertambangan, eksplorasi
dan eksploitasi minyak dan gas bumi yang menghiraukan dampak negatif
lingkungan laut (Fahmi, 2000).
Pencemaran laut pada umumnya terjadi baik secara fisik, kimiawi maupun
biologis banyak menghasilkan racun bagi biota laut dan manusia. Menurut Ginting
(1992) limbah industri mengandung limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun).
Racun-racun dari limbah industri tersebut adalah logam berat, zat-zat organik
minyak bumi, zat- zat petrokimia, zat-zat organik dan pestisida. Zat-zat tersebut
menjadi racun bagi biota laut dan manusia, apabila zat-zat tersebut masuk ke dalam
laut dan menjadikan sumber daya perikanan sangat terancam. Pencemaran laut juga
dapat mengakibatkan berkurangnya produksi ikan yang disebabkan kerusakan
-
9
ekologis (Sumadhiharga, 1995).
Pengujian kualitas air dinyatakan dalam parameter fisika (suhu, kekeruhan,
padatan terlarut), parameter kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, dan kadar logam),
dan parameter biologi (bakteri, protozoa, helminthes dan virus) (Effendi, 2003).
2.3 Biochemical Oxygen Demand (BOD)
Oksigen terlarut dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk pernafasan, proses
metabolisme atau pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi untuk
pertumbuhan pembiakan. Oksigen juga dibutuhkan untuk oksidasi bahan-bahan
organik dan anorganik dalam proses aerobik. Sumber utama oksigen dalam suatu
perairan, berasal dari suatu proses difusi dari udara bebas dan hasil fotosintesis
organisme yang hidup dalam perairan tersebut (Salmin, 2000). Kecepatan difusi
oksigen dari udara tergantung dari beberapa faktor, seperti kekeruhan air, suhu,
salinitas, pergerakan massa air dan udara seperti arus, gelombang dan pasang surut
(Salmin, 2005). Kadar oksigen dalam air laut akan bertambah dengan semakin
rendahnya suhu dan berkurang dengan semakin tingginya salinitas (Odum, 1971).
BOD adalah banyaknya oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme pada
saat pemecahan bahan organik, pada kondisi aerobik. Pemecahan bahan organik
diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh organisme sebagai bahan
makanan dan energinya yang diperoleh dari hasil proses oksidasi (Pescode, 1973).
Banyaknya bahan organik yang ada dalam air sebanding dengan jumlah
oksigen yang dibutuhkan untuk mengurainya (Hutagalung et al., 1997).
Berkurangnya oksigen selama oksidasi ini sebenarnya selain digunakan untuk
oksidasi bahan organik, juga digunakan dalam proses sintesa sel serta oksidasi sel
-
10
dari mikroorganisme. Oleh karena itu uji BOD ini tidak dapat digunakan untuk
mengukur jumlah bahan-bahan organik yang sebenarnya terdapat di dalam air,
tetapi hanya mengukur secara relatif jumlah konsumsi oksigen yang digunakan
untuk mengoksidasi bahan organik tersebut. Semakin banyak oksigen yang
dikonsumsi, maka semakin banyak pula kandungan bahan-bahan organik di
dalamnya (Kristanto, 2002).
Oksidasi biokimiawi ini merupakan proses yang lambat dan secara teoritis
memerlukan waktu tidak terbatas untuk melakukan reaksi sempurna. Dalam
periode waktu 20 hari, oksidasi mencapai 95-99% sempurna, dan dalam periode
waktu 5 hari yang umum digunakan untuk tes BOD, kesempurnaan oksidasi
mencapai 60-70%. Suhu 20°C yang digunakan merupakan nilai rata-rata untuk
daerah perairan arus lambat di daerah iklim sedang dan mudah ditiru dalam
inkubator. Hasil yang berbeda akan diperoleh pada suhu yang berbeda karena
kecepatan reaksi biokimia tergantung dari suhu (Saeni, 1989).
Temperatur 20oC dalam inkubasi merupakan temperatur standar dan
merupakan nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim
sedang dimana teori BOD ini berasal (Metcalf & Eddy, 1991). Temperatur inkubasi
yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga lebih rendah dan
tidak optimal sebagaimana yang diharapkan, walaupun tidak akan mengasilkan
perbedaan yang signifikan (Wa Atima, 2015).
Penentuan waktu inkubasi adalah 5 hari, dimana dapat mengurangi
kemungkinan hasil oksidasi Ammonia (NH3) yang cukup tinggi. Diketahui bahwa
NH3 sebagai hasil samping ini dapat dioksidasi menjadi Nitrit (NO2) dan nitrat
-
11
(NO3), sehingga dapat mempengaruhi hasil penentuan BOD. Reaksi yang dapat
terjadi adalah:
2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O
2NO2- + O2 + 2H
+ → 2NO3- + 2H+ (Sawyer & MC Cartry, 1978).
Metode pengujian BOD menggunakan acuan SNI 6989.72:2009, Reagen
yang dibutuhkan untuk pengujian BOD meliputi reagen natrium sulfit, asam sulfat,
inhibitor, reagen asam asetat, KI, amilum, larutan pengencer, natrium tiosulfat,
reagen mangan sulfat, reagen alkali iodida azida, reagen kalium di-iodat dan reagen
kalium dikromat.
Parameter BOD diatur dalam KEPMENLH No 51 Th. 2004 tentang baku
mutu air laut. Penetapan baku mutu air laut meliputi air laut untuk perairan
pelabuhan, wisata bahari dan biota laut. Batasan nilai untuk BOD dalam perairan
wisata bahari adalah < 10 mg/L, sedangkan untuk biota laut adalah < 20 mg/L.
Glucose Glutamic Acid (GGA) merupakan standar organik mudah terurai yang
digunakan sebagai kontrol dalam pengujian BOD. GGA akan digunakan oleh
mikroorganisme sebagai bahan makanan dalam pengujian BOD selama 5 hari.
GGA akan bereaksi secara biokimia.
2.4 Prinsip Biochemical Oxygen Demand (BOD) SNI 6989.72:2009
Metode yang digunakan dalam analisis BOD SNI 6989.72:2009 yaitu dengan
cara metode winkler dan pengukurannya menggunakan metode titrimetri.
Prinsipnya menggunakan titrasi iodometeri, yaitu ion iodida sebagai pereduksi
diubah menjadi iodium, iodium yang terbentuk dititrasi dengan larutan standar
-
12
Na2S2O3. Jadi cara iodometri digunakan untuk menentukan zat pengoksidasi
(Underwood, 2002).
O2 dalam sampel air akan mengoksidasi ion Iodida (I-) menjadi Iodium (I2)
secara kuantitatif, jumlah I2 yang dihasilkan kemudian dititrasi dengan standar
natrium tiosulfat (Na2S2O3). Titik akhir ditentukan dengan menggunakan amilum
sebagai indikator visual.
Reaksi kimia yang terjadi dapat dirumuskan sebagai berikut:
2.5 Isolasi Mikroba
Karakteristik bakteri air laut adalah bakteri yang untuk pertumbuhannya
memerlukan air laut atau air dengan kadar garam, sehingga bakteri laut digolongkan
kedalam kelompok bakteri halofilik (NaCl). Bakteri halofilik merupakan salah satu
mikroorganisme yang pertumbuhannya tergantung pada kadar NaCl (Pelczar dan
Chan, 1988), oleh karena itu bakteri halofilik dengan mudah dapat ditemukan di
lingkungan yang berkadar garam (Madigan et al., 2000).
Pembuatan isolat dilakukan dengan cara mengambil sampel mikrobiologi
dari lingkungan yang ingin diteliti. Dari sampel tersebut dibiakkan dengan
menggunakan media universal atau media selektif, tergantung tujuan yang ingin
dicapai (Tortora, 2010).
MnSO4 + 2KOH
Mn(OH)2 + ½ O2
MnO2 + 2KI + 2 H2O
I2 + 2S2O32-
Mn(OH)2 + K2SO4
MnO2 + H2O
Mn(OH)2 + I2 + 2KOH
S4O62- + 2I-
(Hayati 2015).
-
13
2.6 Spektrofotometri Uv-Vis
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur energi
secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, dan diemisikan
sebagai fungsi dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, dan fotometer
adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang di absorbsi
(Khopkar, 2008).
Spektrofotometri Uv-Vis merupakan salah satu teknik analisis spektoskopi
yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dan
sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrument spektrofotometer (Mulja
dan Suharman, 1995).
Prinsip dari spektrofotometer Uv-Vis adalah adanya tansisi elektronik suatu
molekul yang disebabkan oleh peristiwa absorbs energi berupa radiasi
elektromagnetik pada frekuensi yang sesuai oleh molekul tersebut (Rohman, 2007).
Gambar 1. Diagram alat spektrometer Uv-Vis
(Sumber: Suhartati, 2017)
-
14
Sumber sinar polikromatis, untuk sinar UV adalah lampu deuterium, sedangkan
sinar Visibel atau sinar tampak adalah lampu wolfram. Monokromator pada
spektrometer UV-Vis digunakaan lensa prisma dan filter optik. Detektor berupa
detektor foto atau detektor panas atau detektor dioda foto, berfungsi menangkap
cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik
(Suhartati, 2017).
2.7 Validasi Metode
Validasi metode pengujian yang digunakan dalam parameter BOD air laut
adalah uji presisi (repetabilitas dan reprodusibilitas) serta uji akurasi atau temu balik
(%Recover).
Presisi dapat dinyakatan sebagai keterulangan (repeatability) atau ketertiruan
(reproducibility). Keterulangan adalah keseksamaan metode jika dilakukan
berulang kali oleh analis yang sama pada kondisi sama dan dalam interval waktu
yang pendek. Sedangkan ketertiruan adalah keseksamaan metode jika dikerjakan
pada kondisi yang berbeda. Kriteria seksama diberikan jika metode memberikan
simpangan baku relatif (%RSD) atau koefisien variasi 2% atau kurang. Akan tetapi
kriteria ini sangat fleksibel tergantung pada konsentrasi analit yang diperiksa,
jumlah sampel, dan kondisi laboratorium (Harmita, 2004).
Syarat presisi yang dapat diterima berdasarkan kadar analit tertera dalam
Tabel 1 berikut.
-
15
Tabel 1. Kriteria penerimaan presisi berdasar kadar analit
Analit (%) %RSD
100 1,3
10 2,7
0,1 2,8
0,01 3,7
0,001 5,3
0,0001 7,3
0,00001 11
0,000001 15
(Huber, 2007).
Nilai persen relative standard deviation (%RSD) menggambarkan ketelitian
suatu metode. Ketelitian suatu metode dapat di lihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Nilai persen ketelitian
%RSD Jenis Nilai Ketelitian
%RSD ≤ 1% Ketelitian sangat tinggi
1% < %RSD ≤ 2% Ketelitian tinggi
2% < %RSD ≤ 5% Ketelitian sedang
%RSD > 5% Ketelitian sangat rendah
(Sumardi, 2002).
Akurasi merupakan sebuah ketepatan metode analisis mencerminkan
kedekatan nilai atau harga dari yang diperoleh saat penelitian dengan yang
sebenarnya (true value). Akurasi ditentukan dengan %recovery. Biasanya
dilakukan terhadap minimal tiga konsentrasi dan direplikasi tiga kali. Akurasi
diukur sebagai banyaknya analit yang diperoleh kembali pada suatu pengukuran
dengan melakukan spiking pada suatu sampel.
-
16
Tabel 3. Rentang kesalahan yang diperbolehkan pada tiap konsentrasi analit
Analit pada matrik sampel
(%)
Rata-rata yang diperoleh
(%)
100 98-102
>10 98-102
>1 97-103
>0,1 95-105
0,01 90-107
0,001 90-107
0,0001 (1 ppm) 80-110
0,000.01 (100 ppb) 80-110
0,000.001 (10 ppb) 60-115
0,000.0001 (1 ppb) 40-120
(Ahuja dan Rasmussen, 2007).
Uji t adalah salah satu uji yang digunakan untuk mengetahui ada atau tidaknya
perbedaan yang signifikan (menyakinkan) dari dua mean sampel (dua buah variabel
yang dikomparasikan). Uji t dapat dibagi menjadi 2 , yaitu uji t yang digunakan
untuk pengujian hipotesis 1 sampel dan uji t yang digunakan untuk pengujian
hipotesis 2 sampel. Uji t dibagi lagi menjadi 2 yang dihubungkan dengan
kebebasan (independency) sampel yang digunakan (khusus bagi uji t dengan 2
sampel), yaitu uji t untuk sampel bebas (independent) dan uji t untuk sampel
berpasangan (paired) (Ridwan, 2006).
Independent t-test digunakan dalam uji perbedaan antara mean dimana dua
sampel saling lepas atau tidak berelasi, serta diambil dari distribusi normal atau
mendekati distribusi normal (Orwa et al., 2014).
-
17
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan selama kurang lebih 5 bulan (terhitung mulai
September 2019-Februari 2020) di Laboratorium Air dan Limbah Cair Pusat
Penelitian dan Pengembangan Kualitas dan Laboratorium-Kementerian
Lingkungan Hidup dan Kehutanan (P3KLL-KLHK) yang berlokasi di kawasan
Puspiptek gedung 210, Serpong, Tangerang.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan yaitu botol winkler 100/102 mL, botol air
pengencer 10 L, lemari inkubator, buret, cawan petri, tabung reaksi, jarum ose,
bunsen, hotplate, pH meter HORIBA D55, pipet eppendorf, autoclave,
spektrofotometer SHIMADZU UV-1601, alat akomodasi lingkungan, dan
peralatan gelas lainnya.
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan yaitu sampel air laut yang diambil di daerah Marunda
Cilincing Jakarta Utara, air suling, Glukosa Asam Glutamat, Polyseed (inter lab),
Asam Sulfat (H2SO4), larutan Alkalin Azida, Manganese Sulfat (MnSO4.5H2O),
Indikator Kanji, Kalium Iodat (KIO3), Natrium Tiosulfat (Na2S2O3.5H2O), Natrium
Hidroksida (NaOH), larutan A (Buffer pH 7,2), larutan B (MgSO4), larutan C
(CaCl2), larutan D (FeCl3), serbuk air pengencer (air laut buatan), media Nutrient
-
18
Agar (NA), media Lactose Broth (LB), larutan Phospate Buffer Saline (PBS),
Barium Klorida (BaCl2).
3.3 Bagan Alir Penelitian
Gambar 2. Bagan alir penelitian
Optimasi Polyseed
dan bakteri isolasi
Bakteri Isolasi Polyseed
Dipersiapkan bibit Polyseed Diambil sampel air laut Pantai
Marunda
Jumlah bakteri dihitung
menggunakan
Spektrofotometer UV-Vis
BOD5 air laut dianalisis
menggunakan bakteri isolasi
BOD5 air laut dianalisis
menggunakan Polyseed
Dipersiapkan bibit bakteri
isolasi
Diisolasi pada media nutrient
agar miring
Diinokulasi pada media lactose
broth
Data dilakukan
Uji Validasi
Uji t (Uji
Beda)
Uji Repeatabilitas
dan Reprodusibilitas
Uji Akurasi
(%Recovery)
-
19
3.4 Prosedur Penelitian
Penelitian terdiri dari beberapa tahap yaitu; (1) Optimasi bakteri
menggunakan Polyseed, (2) Pengambilan sampel air laut, (3) Isolasi bakteri air laut,
(4) Menghitung kepadatan bakteri, (5) Optimasi bakteri menggunakan bakteri hasil
isolasi dan (6) Analisis data.
3.4.1 Optimasi Bakteri Menggunakan Polyseed
3.4.1.1 Pembuatan Kurva Standar McFarland (Sutton, 2011)
H2SO4 1% dan BaCl2 1% disiapkan untuk membuat kurva standar seperti
pada Tabel 4, absorbansi larutan diukur menggunakann spektrofotometer pada
panjang gelombang 600 nm. Pembuatan kurva standar McFarland dilakukan pula
saat optimasi bakteri menggunakan bakteri isolasi.
Tabel 4. Petunjuk preparasi standar McFarland
Larutan Standar Volume dalam mL
(CFU x 108) BaCl2 1% H2SO4 1%
0,5
1
2
3
4
5
0,5
1
2
3
4
5
99,5
99
98
97
96
95
3.4.1.2 Pembuatan Larutan Pengencer
Serbuk air laut simulasi ditimbang 35,5 g dilarutkan dalam 10 L air suling, di
atur pH 7 ± 0,2, diaerasi selama 12 jam, selanjutnya air laut simulasi dapat
digunakan sebagai air pengencer dalam pengujian BOD5.
3.4.1.3 Persiapan Bibit (Polyseed)
Larutan bibit bakteri dibuat dengan cara ditempatkan seluruh isi satu kapsul
PolySeed® (dibuang kapsul gelatin) ke dalam 500 mL air suling, diaduk, larutan
-
20
bibit diaerasi selama satu jam dan dibiarkan mengendap selama 5-15 menit,
supernatan dituang kedalam piala gelas 500 mL bersih, diaduk secara perlahan
menggunakan stirrer. Larutan bibit digunakan untuk analisis BOD air laut
menggunakan Polyseed dengan variasi jumlah bakteri (0,5; 1; 2; 3; 4 mL) dalam 1
botol winkler blanko dan standar GGA.
3.4.2 Optimasi Bakteri Isolasi
3.4.2.1 Pengambilan Sampel Air Laut
Sampel berupa air laut untuk isolasi bakteri diambil di daerah Marunda
(salinitas lebih dari 2,5%). Sampel diambil pada kedalaman rata-rata 20-50 cm dan
diambil sampel sebanyak 10 L. Sampel selanjutnya disimpan dalam botol duran
kaca volume 2 L warna coklat yang telah disterilkan dalam autoclave pada suhu
121°C, selama 15 menit. Sampel disimpan dalam ruang dingin sebelum dilakukan
proses isolasi.
3.4.2.2 Media Lactose Broth untuk Peremajaan Bakteri
Perlakuan sesuai petunjuk pada kemasan, yaitu media ditimbang 1,3 g
dilarutkan dalam 100 mL air suling, diatur pH media 6,9 ± 0,2 dan dipanaskan
hingga media larut, dipipet 10 mL media ke dalam tabung reaksi disterilkan dengan
autoclave pada suhu 121°C selama 15 menit dan didinginkan. Sampel air laut
dipipet sebanyak 1 mL, dimasukkan ke dalam media LB, diinkubasi selama 24 jam
pada suhu 35°C. Hasil inkubasi digores kedalam media miring NA, diinkubasi
kembali selama 24 jam pada suhu 35°C. Hasil inkubasi dilanjutkan untuk persiapan
bibit bakteri dalam analisis BOD air laut dengan bakteri isolasi.
-
21
3.4.2.3 Persiapan Bibit Bakteri Hasil Isolasi
Bibit bakteri hasil isolasi ditambahkan NaCl 1% dipipet 1 mL dimasukkan ke
dalam tabung hasil goresan pada media miring NA, 10 tabung bibit bakteri
diluruhkan dengan ose ke dalam 500 mL NaCl 1%, diaerasi selama 1 jam untuk
analisis BOD air laut menggunakan bakteri isolasi dengan variasi jumlah bakteri
(0,5; 1; 2; 3; 4 mL) dalam 1 botol winkler blanko dan standar GGA.
3.4.2.4 Perhitungan Jumlah Bakteri
Bibit bakteri isolasi yang telah dilarutkan dalam NaCl 1% diukur
menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 nm (sesuai dengan
petunjuk metode McFarland).
3.4.3 Analisis BOD5 dengan Polyseed (SNI 6989.72:2009) dan Bakteri Isolasi
3.4.3.1 Analisis Blanko dengan Polyseed dan Bakteri Isolasi
Botol winkler 100/102 mL disiapkan sebanyak 4 buah, masing-masing botol
diberikan label. Polyseed dimasukkan ke dalam botol winkler dengan variasi
jumlah bakteri, kemudian air pengencer dimasukkan ke dalam masing-masing botol
secara hati-hati, untuk menghindari terbentuknya gelembung udara, kemudian
dilakukan pengocokan. Air bebas mineral ditambahkan di sekitar mulut botol
winkler yang telah ditutup.
Dua botol disimpan dalam lemari inkubator pada suhu 20°C ± 1°C selama 5
hari, sedangkan 2 botol sisanya ditambahkan 1 mL MnSO4 dan 1 mL alkalin dengan
ujung pipet tepat diatas permukaan larutan. Botol ditutup dengan segera dan
dihomogenkan hingga terbentuk gumpalan sempurna. Botol didiamkan hingga
gumpalan mengendap secara sempurna kemudian ditambahkan 1 mL H2SO4 pekat,
ditutup dan dihomogenkan kembali hingga endapan larut sempurna. Sampel dipipet
-
22
50 mL dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 100 mL, dititrasi dengan
Na2S2O3.5H2O dengan indikator amilum sampai warna biru tepat hilang. Volume
Na2S2O3.5H2O tersebut dikalikan dengan f Thiosulfat yang digunakan, untuk
memperoleh nilai DO. Hal yang sama dilakukan untuk analisis blanko dengan
bakteri isolasi (menggunakan air pengencer yang ditambahkan bakteri isolasi).
3.4.3.2 Analisis Standar Glucose Glutamic Acid (GGA) dengan Polyseed dan Bakteri Isolasi
Botol winkler 100/102 mL disiapkan sebanyak 4 buah, masing- masing botol
diberikan label. Polyseed dimasukkan ke dalam botol winkler dengan variasi
jumlah bakteri, kemudian larutan GGA dipipet 10 mL ditera dengan larutan
pengencer hingga 500 mL. Larutan contoh uji dimasukkan kedalam masing-masing
botol secara hati-hati, untuk menghindari terbentuknya gelembung udara, kemudian
dilakukan pengocokan. Air bebas mineral ditambahkan di sekitar mulut botol
winkler yang telah ditutup.
Dua botol disimpan dalam lemari inkubator pada suhu 20°C ± 1°C selama 5
hari, sedangkan 2 botol sisanya ditambahkan 1 mL MnSO4 dan 1 mL alkalin dengan
ujung pipet tepat di atas permukaan larutan. Botol ditutup dengan segera dan
dihomogenkan hingga terbentuk gumpalan sempurna. Botol didiamkan hingga
gumpalan mengendap secara sempurna kemudian ditambahkan 1 mL H2SO4 pekat,
ditutup dan dihomogenkan kembali hingga endapan larut sempurna. Sampel dipipet
50 mL dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 100 mL, dititrasi dengan
Na2S2O3.5H2O dengan indikator amilum sampai warna biru tepat hilang. Volume
Na2S2O3.5H2O tersebut dikalikan dengan f Thiosulfat yang digunakan, untuk
memperoleh nilai DO. Hal yang sama dilakukan untuk analisis standar GGA
-
23
dengan bakteri isolasi (menggunakan air pengencer yang ditambahkan bakteri
isolasi).
3.4.3.3 Analisis Sampel Air Laut dengan Polyseed dan Bakteri Isolasi
Botol winkler 100/102 mL disiapkan sebanyak 4 buah, masing-masing botol
diberikan label. Polyseed dimasukkan ke dalam botol winkler dengan jumlah
bakteri sesuai, kemudian sampel air laut tanpa pengenceran dan dengan
pengenceran 2 kali dengan air pengencer dimasukkan ke dalam masing-masing
botol secara hati-hati, untuk menghindari terbentuknya gelembung udara, kemudian
dilakukan pengocokan. Air bebas mineral ditambahkan di sekitar mulut botol
winkler yang telah ditutup.
Dua botol disimpan dalam lemari inkubator pada suhu 20°C ± 1°C selama 5
hari, sedangkan 2 botol sisanya ditambahkan 1 mL MnSO4 dan 1 mL alkalin dengan
ujung pipet tepat diatas permukaan larutan. Botol ditutup dengan segera dan
dihomogenkan hingga terbentuk gumpalan sempurna. Botol didiamkan hingga
gumpalan mengendap secara sempurna kemudian ditambahkan 1 mL H2SO4 pekat,
ditutup dan dihomogenkan kembali hingga endapan larut sempurna. Sampel dipipet
50 mL dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 100 mL, dititrasi dengan
Na2S2O3.5H2O dengan indikator amilum sampai warna biru tepat hilang. Volume
Na2S2O3.5H2O tersebut dikalikan dengan f Thiosulfat yang digunakan, untuk memperoleh
nilai DO. Hal yang sama dilakukan untuk analisis blanko dengan bakteri isolasi
(menggunakan air pengencer yang ditambahkan bakteri isolasi). Perlakuan
dilakukan pengulangan sebanyak tujuh kali untuk data validasi metode.
-
24
3.4.4 Analisis Data
Validasi data hasil analisis dari kedua bakteri menggunakan Polyseed dan
seeding biakan (bakteri isolasi) dikatakan valid dengan perhitungan berikut:
a) Perhitungan nilai BOD5
BOD5 = (DO0 - DO5) x fp……....................……………...(1)
Keterangan:
DO0 : Nilai Disolved Oxygen contoh uji di hari pertama, dinyatakan
dalam miligram per liter (mg/L)
DO5 : Nilai Disolved Oxygen contoh uji di hari kelima, dinyatakan
dalam miligram per liter (mg/L)
Fp : Faktor pengenceran.
b) Perhitungan Nilai %O2
%O2 = (DO0 - DO5) : DO0 x 100……..…………………...(2)
Keterangan:
DO0 : Nilai Disolved Oxygen contoh uji di hari pertama, dinyatakan
dalam miligram per liter (mg/L)
DO5 : Nilai Disolved Oxygen contoh uji di hari kelima, dinyatakan
dalam miligram per liter (mg/L)
c) Uji Akurasi dengan Penentuan Persentase Temu Balik (%Recovery)
Data konsentrasi BOD blanko dan standar GGA yang didapatkan dari
replikasi sebanyak tujuh kali dihitung %recovery menggunakan persamaan
sebagai berikut:
%𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 = Konsentrasi Terukur
Konsentrasi Teoritis × 100% ...................(3)
d) Repeatabilitas dan Reprodusibilitas (%RSD)
Data konsentrasi BOD blanko dan standar GGA yang didapatkan dari
pengulangan sebanyak tujuh kali dihitung %RSD (Relative Standard
-
25
Deviation) yang dibandingkan dengan persamaan Horwitz (Horwitz Value),
menggunakan persamaan sebagai berikut:
SD = √𝑛 ∑ 𝑥𝑖
2−(∑ 𝑥1)𝑛𝑖=1
2𝑛𝑖=1
𝑛(𝑛−1)...................................(4)
Keterangan:
SD : Simpangan Baku
∑xi2 : Jumlah kuadrat pengukuran individu
∑xi : Jumlah pengukuran individu
n : Jumlah ulangan
RSD =SD
�̅�………………….……………..(5)
Keterangan:
RSD : Simpangan B aku Relatif
SD : Simpangan Baku
x : Nilai rata-rata pengukuran
CV Horwits = 2 1-0,5 log C……………………..(6)
Keterangan:
C : Konsentrasi rata-rata 7 kali pengulangan
c) Uji t (Uji Beda)
Pengukuran konsentrasi standar GGA BOD5 menggunakan dua bakteri
yang berbeda, yaitu polyseed dan bakteri isolasi yang didapatkan dari
pengulangan sebanyak tujuh kali, oleh karena itu dilihat perbedaan hasilnya
dengan cara dihitung dengan metode independent sample t-test menggunakan
aplikasi SPSS.
-
26
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Optimasi Bakteri
Optimasi bakeri dilakukan terhadap bakteri Polyseed untuk mendapatkan
bakteri yang optimal dalam pengujian, penting dilakukan agar nilai BOD5 yang
dihasilkan dapat maksimal serta akurat. Jumlah bakteri dihitung menggunakan
metode McFarland.
4.1.1 Pembuatan Kurva Standar Perhitungan Jumlah Bakteri Menggunakan
Metode McFarland
McFarland adalah perbandingan atau penyetaraan konsentrasi mikroba
dengan menggunakan larutan BaCl2 1% dan H2SO4 1%. Standar kekeruhan
McFarland maksudkan untuk menggantikan perhitungan bakteri satu persatu, dan
untuk memperkirakan kepadatan sel bakteri yang akan digunakan pada prosedur
pengujian dengan konsentrasi yang diketahui (DALYNN Biological, 2014).
McFarland dengan konsentrasi CFU/mL dibuat sebagai konsentrasi estimasi
dari bakteri Gram negatif seperti E.coli. Keuntungan dari penggunaan standar
McFarland adalah tidak dibutuhkannya waktu inkubasi yang lama untuk
memperoleh jumlah bakteri yang diinginkan karena pembentukan endapan dari
campuran larutan BaCl2 1% dan H2SO4 1% cepat terbentuk. Spektrofotometer yang
digunakan yaitu spektrofotometer SHIMADZU UV-1601 dengan pengukuran
kekeruhan pada panjang gelombang 600 nm (setara dengan panjang gelombang
E.coli) (Sutton, 2011).
Pengukuran jumlah bakteri menggunakan spektrofotometer didasarkan pada
kekeruhan, seluruh sel bakteri yang hidup dan yang mati terukur sehingga seluruh
-
27
suspensi yang ada dalam larutan kuvet terbaca. Setiap metode memiliki kelebihan
dan kekurangan yang berbeda, metode spektrofotometer ini tidak membutuhkan
waktu yang lama, kepekaan lebih tinggi, lebih mudah digunakan namun hanya
dapat menggunakan larutan yang konsentrasinya rendah. Kurva kalibrasi
McFarland dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Kurva kalibrasi McFarland
Hasil pembuatan kurva kalibrasi McFarland didapatkan beberapa data yang
dapat dilihat seperti pada Tabel 5.
Tabel 5. Data hasil pembuatan kurva standar McFarland
No Larutan
Standar
Konsentrasi (CFU x
10^6) Absorbansi
1 Blanko 0 0
2 Std 0.5 150 0.119
3 Std 1 300 0.235
4 Std 2 600 0.477
5 Std 3 900 0.714
6 Std 4 1200 0.952
7 Std 5 1500 1.23
Method Slope 0.0008
Intercept -0.0067
Correlation Determination (R) 0.9994
Correlation Coefficien (r) 0.9998
Batas Keberterimaan r ≥ 0.995
y = 0.0008x - 0.0067R² = 0.9994
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 500 1000 1500 2000
Ab
sorb
ansi
Jumlah Bakteri (CFU x 106)
-
28
Berdasarkan Gambar 3 dan Tabel 5 di atas didapat nilai correlation coefficien
(r) sebesar 0,9998, nilai tersebut menunjukkan linearitas bahwa r ≥ 0,995.
Persamaan regresi linear yang dihasilkan yaitu y = 0,0008x - 0,0067, dengan nilai
a = -0,0067 dan b = 0,0008. Nilai metode slope (b) merupakan ukuran sensitifitas
dari suatu metode pengujian, semakin besar nilai b maka metode pengujian
memberikan sensitifitas yang lebih tinggi atau respon instrumen cukup kuat
terhadap perubahan konsentrasi yang ada. Idealnya intercept (a) adalah nol, namun
kenyataannya pada data ditemukan respon istrumen, hal ini disebabkan adanya
gangguan (noise) ataupun kontaminasi. Hal ini tidak menjadi suatu kesalahan jika
pada saat uji linearitas dan akurasi pada kurva tersebut memenuhi batas
keberterimaan (Santi, 2013).
4.1.2 Optimasi Penambahan Jumlah Bakteri menggunakan Polyseed dan
Bakteri Isolasi
Analisis pengujian BOD dapat diartikan sebagai analisis bahan pencemar
organik untuk menentukan kualitas air dengan menghitung kadar oksigen terlarut
sebelum dan sesudah pengujian secara biokimia, yaitu dengan bantuan
mikroorganisme (bakteri) yang akan menguraikan bahan organik tersebut, maka
bakteri menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi pengujian BOD. Kebutuhan
akan mikroorganisme pada setiap pengujian BOD berbeda tergantung kondisi dari
sampel yang di uji.
Air laut memiliki kadar garam yang tinggi, kondisi ini dikhawatirkan dapat
mengganggu pengujian sampel BOD air laut oleh karena itu dilakukan optimasi
bakteri agar didapatkaan jumlah bakteri yang optimal pada pengujian BOD5 air laut
kali ini. Bakteri yang dioptimasi yaitu Polyseed, optimasi bekteri tersebut dilakukan
-
29
dengan pengulangan pengujian BOD5 pada standar GGA dengan jumlah variasi
bakteri yang berbeda sampai didapatkan bakteri yang optimal, yaitu memiliki nilai
konsentrasi yang sesuai dengan aturan standar APHA No.5210-2012.
Tabel 6. Hasil analisis BOD5 standar GGA dengan variasi jumlah bakteri Polyseed
No
Penambahan
Polyseed
(mL)
Jumlah Bakteri
(CFU/mL)
/100mL
Konsentrasi
BOD5 GGA
(mg/L)
%O2
Standar
APHA No.
5210-2012
1 0,5 9,3 x 10⁶ 120.70 38.01
Konsentrasi
GGA 198 ±
30.5 mg/L
%O₂ = 40 - 70
2 1 12,13 x 10⁶ 134.84 42.07
3 2 14,67 x 10⁶ 144.94 44.84
4 3 17,13 x 10⁶ 169.68 51.90
5 4 19,64 x 10⁶ 174.73 54.06
Bendasarkan Tabel 6, diketahui bahwa jumlah bakteri yang optimum dan
sesuai dengan standar APHA No. 5210-2012 adalah 19,64 x 106 CFU/mL atau
sebanyak 4 mL Polyseed dalam 1 botol winkler 100 mL analisis BOD5 air laut,
dengan nilai konsentrasi BOD5 standar GGA sebesar 174,73 mg/L dan % O2 54,06.
Optimasi bakteri ini bertujuan untuk memaksimalkan pengujian BOD yang
akan dilakukan, karena keberadaan bakteri/mikroba merupakan salah satu faktor
yang mempengaruhi nilai BOD (Barus, 2004).
Air pengencer pada penelitian ini menggunakan air laut simulasi, yaitu air
tawar yang telah terkandung garam serta mineral lain yang persis dengan air laut
alami, sehingga memiliki kandungan unsur-unsur kimia yang sama.
Setelah mengetahui jumlah bakteri optimum untuk pengujian BOD5 air laut
yang dilakukan menggunakan bakteri Połyseed maka dilakukan validasi metode
dengan menggunakan Polyseed dan bakteri hasil isolasi dengan jumlah bakteri
(CFU) yang sama atau mendekati sehingga dapat dilihat perbandingan hasil analisis
BOD5 menggunakan polyseed dan bakteri isolasi.
-
30
4.2 Validasi Metode BOD5 Air Laut dengan Polyseed
Połyseed merupakan suatu produk yang dijual di pasaran dan biasa digunakan
dalam analisis BOD dalam air limbah dan air permukaan. Polyseed disimpan dalam
bentuk kapsul yang penggunaannya dilarutkan terlebih dahulu dengan air suling
dan diaerasi. Dua parameter pengulangan yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu
penentuan repeatabilitas dan reprodusibilitas. Pengulangan pengujian parameter
reprodusibilitas Połyseed dilakukan terhadap blanko dan standar GGA sebanyak 7
kali ulang dengan hari yang berbeda. Bertujuan untuk melihat variabilitas hasil
pengujian terhadap waktu, kondisi akomodasi, sumberdaya dan lingkungan. Hasil
pengujian dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Reprodusibilitas blanko menggunakan Polyseed
Pada Tabel 7, diperoleh kesimpulan bahwa metode yang dilakukan terhadap
blanko menggunakan polyseed dinyatakan valid, nilai SD blanko sebesar 0,023%,
menunjukkan keseragaman pengujian. Semakin kecil nilai SD maka semakin
seragam pengujian satu sampel dengan sampel lain. Nilai %RSD kecil dan tidak
melebihi persamaan Horwitz, yaitu 3,38% < 11,39%. Untuk nilai rerata pengujian
sebesar 0,67 mg/L, berdasarkan APHA untuk BOD5 dalam air permukaan batas
Keterangan Nilai
Rerata 0,67 mg/L
Standar Deviasi (SD) 0,023
%RSD 3,38
0,67 Horwitsz Value
(PRSDR) 11,39
Batas Keberterimaan
%RSD < 0,67 PRSDR 3,38 < 11,39
Kesimpulan DITERIMA
-
31
keberterimaan selisih blanko DO0 dan DO5 adalah < 0,2 mg/L, namun nilai yang
diperoleh menunjukkan terdapat perbedaan pada blanko untuk air laut.
Banyaknya faktor pengganggu yang dapat menyebabkan selisih blanko
menjadi besar. Tingginya Daya Hantar Listrik (DHL) dalam air laut yang dapat
menyebabkan tingginya selisih blanko dalam analisis BOD5. Semakin banyak
garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai DHL.
Perairan laut memiliki DHL yang sangat tinggi karena banyak mengandung garam
terlarut (Effendi, 2003). Garam-garam terlarut tersebut dapat menyebabkan
tingginya nilai blanko dalam pengujian BOD5 dalam air laut.
Nilai reprodusibilitas standar GGA menggunakan Polyseed sebesar 0,96,
nilai ini memenuhi syarat keberterimaan standar Horwitz yaitu 0,55 < 4,93,
menunjukkan nilai tersebut menunjukkan keseragaman pengujian satu sampel
dengan sampel lainnya (Tabel 8) sehingga metode pengukuran BOD5 untuk standar
GGA dengan polyseed dinyatakan valid.
Tabel 8. Reprodusibilitas standar GGA menggunakan Polyseed
Keterangan Nilai
Rerata 174,66 mg/L
Standar Deviasi (SD) 0,96
%RSD 0,55
0,67 Horwitsz Value (PRSDR) 4,93
%Recovery 88,2
%Oksigen 54,0
Batas Keberterimaan
%RSD < 0,67 PRSDR 0,55 < 3,68
Kesimpulan DITERIMA
-
32
4.3 Validasi Metode BOD5 Air Laut dengan Bakteri Isolasi
Bakteri yang digunakan merupakan hasil isolasi dari sampel air laut di daerah
Marunda, meiliki salinitas > 2,5%. Bakteri yang dapat tumbuh pada salinitas tinggi
disebut bakteri halofilik (Pelczar dan Chan, 1988).
Habitat utama mikroorganisme halofilik adalah daerah air asin seperti danau
air asin, laut, daerah laut dalam, lumpur, dan tambak. Untuk melindungi aktivitas
metabolisme bakteri halofilik pada habitat dengan salinitas tinggi (2%-30%)
tersebut dan mencegah hilangnya air dalam sel, maka bakteri halofilik
mengakumulasi compatible solute. Compatible solute adalah molekul organik
terlarut, sifatnya netral, berat molekulnya kecil dan tidak bercampur dengan hasil
metabolisme sel. Cara adaptasi extreme halofilik adalah dengan mengakumulasi ion
anorganik dalam sitoplasma (K+, Na- dan Cl-) untuk menyeimbangkan tekanan
osmotik sel dengan lingkungan. Sementara itu mikroorganisme moderate halofilik
mengakumulasi senyawa osmolytes organik tertentu pada sitoplasma yang
berfungsi sebagai osmoprotectants sehingga memberikan keseimbangan osmotik
tanpa mengganggu metabolisme sel (Nieto dan Vargas, 2002).
Sampel air laut yang akan diuji BOD5 pada penelitian ini yaitu air laut yag
diambil di daerah laut Marunda Jakarta Utara, pengambilan sampel dilakukan di
satu titik, yaitu pada tepi pantai Marunda. Lokasi pengambilan sampel terdapat
beberapa aktivitas masyarakat seperti pencarian ikan dan kerang laut, serta terdapat
aktivitas kapal-kapal industri yang beroperasi di sana. Titik lokasi pengambilan
sampel dapat dilihat pada Gambar 4.
-
33
Gambar 4. Titik lokasi pengambilan sampel air laut untuk isolasi bakteri
(Dokumen pribadi, 2020)
Sampel air laut diinokulasikan ke dalam media Lactose Broth dan digores
dalam media Nutrient Agar. Perhitungan jumlah bakteri dilakukan dalam medium
LB diinkubasi pada suhu 35°C selama 24 jam didapatkan jumlah bakteri sebesar
1.24 x 109 CFU/mL. Kedua media terebut merupakan medium yang dapat
digunakan untuk kultivasi berbagai jenis mikroorganisme. Medium tersebut umum
digunakan untuk isolasi dan pengayaan bakteri dan berbagai laboratorium lainnya
(Merck Microbiology Manual: 331 & 443).
Bakteri dibiakkan pada media tersebut selama 24 jam dengan suhu 35oC,
setelah itu media digunakan langsung dalam analisis BOD5 air laut. Hasil
pengkayaan dan isolasi bakteri air laut dapat di lihat pada Lampiran 11.
Bakteri halofilik moderat dapat ditemukan dalam ikan dan kerang-kerangan
seperti Pseudomonas, Moraxella, Flavobacterium, Acinobacter dan spesies Vibrio.
Bakteri halofilik eksrem tampak berwarna merah atau merah muda dan berasal dari
kelompok bakteri Halobacterium dan Halococcus dan terdapat pada makanan yang
-
34
telah diawetkan dengan penggaraman (Fardiaz, 1992). Bakteri moderat
Halobacillus litoralis ditemukan dalam air asin asal Bledug Kuwu (Pangastuti dkk,
2002).
Pengujian BOD5 menggunakan bakteri hasil isolasi jumlahnya 19,64 x 106
CFU/mL dalam 1 botol winkler 100 mL. Dilakukan pada blanko dan standar GGA,
hasil repeatabilitas blanko ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9. Repeatabilitas blanko menggunakan bakteri isolasi
Keterangan Nilai
Rerata 0,57
Standar Deviasi (SD) 0,02
%RSD 3,50
0,5 Horwitsz Value (PRSDR) 8,71
Batas Keberterimaan
%RSD < 0,5 PRSDR 3,50 < 8,71
Kesimpulan DITERIMA
Tabel 9 menjelaskan kesimpulan bahwa metode yang dilakukan terhadap
blanko dengan bakteri isolasi dinyatakan valid dengan nilai SD blanko sebesar
0,02%, hasil ini menunjukkan keseragaman pengujian. Semakin kecil nilai SD
maka semakin seragam pengujian satu sampel dengan sampel lainnya. %RSD yang
kecil dan tidak melebihi persamaan Horwitz, yaitu 3,50% < 8,71%. Blanko
pengujian menggunakan bakteri biakan didapatkan rerata pengujian sebesar 0,57
mg/L, nilai rerata ini lebih besar dari standar APHA 0.2 mg/L berdasarkan data
tersebut terdapat pengganggu dalam analisis menggunakan bakteri biakan.
Tingginya Daya Hantar Listrik (DHL) dalam air laut yang dapat menyebabkan
tingginya selisih blanko dalam analisis BOD5. Semakin banyak garam-garam
terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai DHL. Garam-garam
-
35
terlarut tersebut dapat menyebabkan tingginya nilai blanko dalam pengujian BOD5
dalam air laut.
Jika dibandingkan dengan data hasil pengulangan blanko dengan Polyseed
(Tabel 7), hasil konsentrasi blanko menggunakan bakteri hasil isolasi (Tabel 9)
memberikan hasil yang lebih baik, terdapat perbedaan antara penggunaan bakteri
hasil isolasi dengan Polyseed yaitu selisih 0,10 mg/L. Polyseed merupakan mikroba
campuran buatan yang tidak seluruhnya memiliki kemampuan biokimia yang sama
dengan bakteri murninya. Perbedaan kemampuan tersebut menyebabkan selisih
pengujian blanko menggunakan Polyseed lebih besar.
Hasil pengujian standar GGA menggunakan bakteri isolasi dapat dilihat pada
Tabel 10.
Tabel 10. Repeatabilitas standar GGA menggunakan bakteri isolasi
Keterangan Nilai
Rerata 189,36 mg/L
Standar Deviasi (SD) 1,36
%RSD 0,72
0,5 Horwitsz Value (PRSDR) 3,63
%Recovery 95,6
%Oksigen 54,9
Batas Keberterimaan
%RSD < 0,5 PRSDR 0,72 < 3,63
Kesimpulan DITERIMA
Standar GGA didapatkan rerata pengujian sebesar 189,36%, sehubungan
dengan hasil pengujian memenuhi batas keberterimaan yang disyaratkan yaitu
167,5 - 228,5 mg/L. %RSD didapatkan 0,72% < 3,63%, memenuhi batas
keberterimaan sehingga metode pengukuran BOD5 standar GGA menggunakan
bakteri isolasi dinyatakan valid dan nilai tersebut lebih baik dibandingkan
penggunaan Polyseed untuk standar GGA (Tabel 8), hal tersebut dikarenakan
-
36
karakteristik bakteri isolasi dari air laut (bakteri halofilik) lebih cocok terhadap
kondisi penelitian BOD air laut karena bakteri halofilik merupakan mikroorganisme
yang tahan terhadap kadar garam tinggi (Oren, 2002).
Kemampuan hidup pada kadar garam tinggi dikarenakan bakteri halofilik
mampu mengakumulasikan suatu zat organik terlarut di dalam sitoplasmanya.
Tujuannya adalah untuk mencegah hilangnya cairan dari dalam sel akibat dari
tingginya tekanan osmotic di luar sel karena meningkatnya konsentrasi NaCl
(DasSarma, 2012)
Data hasil pengujian reprodusibilitas sampel memberikan hasil yang baik
dibandingkan dengan persamaan Horwitz Value (Tabel 11).
Tabel 11. Reprodusibilitas sampel menggunakan bakteri isolasi
Pengujian reprodusibilitas dilakuan pada pengujian sampel menggunakan
bakteri isolasi didapatkan nilai standar deviasi 0,02 dan %RSD sebesar 0,20. Bila
dibandingkan dengan persamaan Horwitz data tersebut diterima karena nilai %RSD
< Horwitz Value yaitu 0,20 < 7,34, serta untuk nilai rata-rata BOD5 sampel yang
didapatkan sebesar 12,38 mg/L, nilai tersebut sudah melampaui baku mutu BOD5
dalam KEPMENLH No 51 Th. 2004 tentang baku mutu air laut untuk wisata bahari
(
-
37
namun nilai BOD5 sampel air laut Marunda belum melampaui baku mutu untuk
kawasan biota laut (
-
38
Metode analisis data yang digunakan adalah metode uji t tidak berpasangan.
Uji t tidak berpasangan (independent t-test) merupakan salah satu metode pengujian
hipotesis menggunakan data bebas (tidak berpasangan). Uji t-Independent
digunakan untuk mengetahui perbedaan rata-rata antara dua kelompok berbeda
berdasarkan suatu variabel dependen (Siregar, 2005).
Tujuan digunakan analaisis uji beda (t-test) ini yaitu untuk membandingkan
dua rata-rata grup tidak berpasangan, apakah dari kedua rata-rata grup tersebut
memiliki kesamaan nilai rata- rata atau tidak. Digunakan analisis ini karena data
berbentuk kuantitatif, jumlah sampel < 30 dan diasumsikan berdistribusi normal.
Terdapat sampel sebanyak 14 data kuantitatif, terdiri dari data pengujian
reprodusibilitas (Tabel 8 dan Tabel 10). Penggunakan data sampel untuk
membuktikan lebih lanjut terdapat perbedaan antara rata-rata kedua bakteri
tersebut.
Tabel 12. Perbedaan hasil pengujian BOD5 pada standar GGA
Keterangan Polyseed Bakteri Isolasi
Jumlah Sampel 7 7
Rata –Rata 174.66 189.36
Simpangan Baku (SD) 0.56 0.79
Varians 0.31 0.63
Berdasarkan hasil pengolahan data pada Tabel 12 menujukkan bahwa
terdapat perbedaan konsentrasi BOD5 pada standar GGA, yaitu dengan Połyseed
sebesar 174,66 mg/L dan bakteri hasil isolasi sebesar 189,36 mg/L, setelah itu
dilakukan uji beda (t-test) (Tabel 13).
-
39
Tabel 13. Hasil uji beda (t-test) konsentrasi BOD5 pada standar GGA menggunakan
Polyseed dan bakteri isolasi
Keterangan Hasil
t-Hitung -40.035
t-Tabel 2.18
α 5% 0.05
t-Value (nilai signifikansi) 0.00
Hipotesis
Ho = Tidak ada perbedaan antara
penggunaan Polyseed dengan Bakteri
Isolasi
Ha = Terdapat perbedaan antara
penggunaan Polyseed dengan Bakteri
Isolasi
Kriteria Pengujian
Ho diterima jika t-Hitung < t-Tabel
dan t-value > 0.05, Ho ditolak jika t-
Hitung > t-Tabel dan t-Value < 0.05
KETERANGAN Ho ditolak, Ha diterima
Data pada Table 13 menunjukkan hasil nilai t-hitung berdasarkan 2 varians
tersebut sebesar -40,035 (minus tidak dianggap) dan t-tabel sebesar 2,18. Hasil t-
hitung tersebut dibandingkan dengan t-tabel dengan tingkat kepercayaan 95%.
Hipotesis untuk uji t adalah Ho = X1 = X2, Ha = X1 < X2, Kriteria pengujian adalah
terima Ho jika t- hitung lebih kecil dari t-tabel serta t-value lebih besar dari 0,05.
Karena nilai t-hitung lebih besar dari t-tabel (40,035 > 2,18) dan t-value
(0,00 < 0,005) maka hipotesis Ho ditolak, artinya terdapat perbedaan antara
penggunaan Polyseed dengan bakteri isolasi. Perbedaan tersebut dikarenakan oleh
karakteristik bakteri isolasi yang lebih sesuai penggunaannya untuk analisis BOD5
dengan matriks air laut, bakteri isolasi dari air laut tentunya lebih memiliki sifat
tahan terhadap kondisi kadar NaCl tinggi.
Data pada pengujian blanko dan standar GGA menunjukkan bahwa bakteri
hasil isolasi dapat digunakan dalam analisis BOD5 dengan matriks air laut, bakteri
isolasi mampu mendegradasi standar GGA lebih besar dibanding dengan Polyseed
yaitu dengan selisih rata-rata sebesar 14,7 mg/L, sehingga dari data hasil rata-rata
-
40
konsentrasi BOD5 standar GGA tersebut menununjukkan bahwa penggunaan
bakteri hasil isolasi lebih baik dibandingkan dengan Polyseed.
-
41
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan hasil sebagai
berikut:
1. Hasil jumlah populasi optimum analisis BOD air laut berdasarkan metode
MC Farland sebesar 19,64 x 106 CFU/mL atau sebanyak 4 mL Polyseed
dalam 1 botol winkler 100 mL, konsentrasi BOD5 standar GGA sebesar
174,73 mg/L, dan %O2 54,06 sesuai dengan standar APHA No. 5210-2012.
2. Hasil analisis metode pengujian BOD5 air laut menggunakan bakteri hasil
isolasi dinyatakan valid, memiliki akurasi dan presisi yang baik. Nilai rata-
rata akurasi (%Recovery) untuk standar GGA dengan Polyseed 88,2%;
bakteri isolasi 95,6%. Nilai Presisi (%RSD) dibandingkan dan tidak melebihi
nilai persamaan Horwitz. Data untuk blanko %RSD 3,50
-
42
beda dengan metode independent sample t-test menggunakan SPSS
menunjukkan nilai t-value (nilai signifikansi) sebesar 0,00.
5.2 Saran
Saran untuk penelitian selanjutnya, sebaiknya dilakukan penelitian BOD5
menggunakan suhu inkubasi 25-30oC bukanlah 20oC, karena temperatur 20oC
dalam inkubasi merupakan temperatur standar dan merupakan nilai rata-rata
temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim sedang (Metcalf & Eddy,
1991) di mana teori BOD ini berasal. Temperatur perairan tropik (Indonesia) adalah
25-30oC, dengan temperatur inkubasi yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas
bakteri pengurai juga lebih rendah dan tidak optimal sebagaimana yang diharapkan,
walaupun tidak akan mengasilkan perbedaan signifikan (Wa Atima, 2015).
-
43
DAFTAR PUSTAKA
[SNI] Standar Nasional Indonesia. SNI 6989.72:2009. 2009. Air dan Air Limbah
Bagian 72: Cara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen
Demand/BOD). Jakarta (ID): Badan Standardisasi Nasional.
Ahuja S, Rasmussen H. 2007. HPLC Method Developments for Pharmaceuticals.
Italy: Elsevier Academic Press.
Barus TA. 2004. Pengantar Limnologi Studi Tentang Ekosistem Air Daratan.
Medan: USU Press.
DALYNN Biological. 2014. McFARLAND STANDAR. Canada: DALYNN
Biological.
Dasgupta MYY. 2016. Assessment of Biochemical Oxygen Demand as Indicator
of Organic Load in Wastewater of Morris Country. Journal of Environmental
& Analytical Toxicology). Vol 6(3): 1-3.
DasSarma S, DasSarma P. 2012. Halophiles. London: Encyclopedia of Life
Sciences, Wiley.
Day & Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi kelima. Jakarta:
Erlangga.
Destrina, Zefrina. 2015. Prototype Alat Pengolahan Air Laut Menjadi Air Minum
(Pengaruh Variasi Koagulan dan Packing Filter Terhadap Kualitas Air
dengan Analisa TDS, DO, Salinitas, dan Kandungan Logam Mg2+ dan Ca2+).
Skripsi. Tidak Diterbitkan. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.
Dyah A, Vera Indria S, Yusraini Dian I Siregar. 2013. Pengkajian Metode Analisis
Amonia dalam Air dengan Metode Salicylate Test KIT. Ecolab Vol. 7(2): 49–
108.
Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi Pengelolaan Sumber Daya dan
Lingkungan Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius.
Fahmi A. 2000. Pencemaran Laut, Status dan Dampaknya Pada Ekosistem Laut,
Nuansa Lingkungan. Pekanbaru: Majalah Bapedal Wilayah I No 04 tahun II.
Fardiaz S. 1992. Mikrobiologi Pangan I. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Ginting P. 1992. Mencegah dan Pengendalian Pencemaran Industri. Jakarta:
Pustaka Sinar Harapan.
Hamuna B, Tanjung RHR, Suwito, Maury HK, Alianto. 2018. Kajian Kualitas Air
Laut dan Indeks Pencemaran Berdasarkan Parameter Fisika-Kimia Di
-
44
Perairan Distrik Depapre, Jayapura. Jurnal Ilmu Lingkungan. Vol 16(1): 35-
43.
Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya.
Jakarta: Majalah Ilmu Kefarmasian UI.
Hayati M. 2015. Perbandingan Kadar Oksigen Terlarut antara Air PDAM dengan
Air Sumur. Journal of Muhammadiyah Medical Laboratory Technologist.
Vol 2(2): 8-15.
Henze M, Van Loosdrecht MCM, Ekama GA, Brdjanovic D. 2008. Biological
Wastewater Treatment. London(UK): IWA Publishing.
Huber L. 2007. Validation of Analytical Methods and Procedures. Jerman: Agilent
Technologie.
Hutagalung HP dan Rozak A. 1997. Metode Analisis Air Laut, Sedimen dan Biota
Laut. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Intitus Pertanian Bogor. Bogor.
Kanwiyanti S, Suryanto A, Supriharyono. 2013. Kelimpahan Larva Udang di
Sekitar Perairan PT Kayu Lapis Indonesia Kaliwungu, Kendal. Journal of
Maquares. Vol 2(4): 71-80.
Khopkar SM, 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press: 184.
Kristanto P. 2002. Ekologi Industri. Yogyakarta: Ando Offest.
Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2000. Brock Biology of Microorganism.
New Jersey: Prentice Hall Inc.
Merck. 2005. MicrobFiology Manual. 12th Edition. Germany: Merck KGaA. 313
& 443.
Metcalf dan Eddy. 1991. Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse.
(Revised by: G. Tchobanoglous and F.L. Burton). Singapore: McGraw-
Hill,Inc. New York. Edisi ke-3, 1334 p.
Mulja M dan Suharman. 1995. Analisis Instrumental. Surabaya: Universitas
Airlangga Press.
Nieto JJ dan Vargas C. 2002. Synthesis of Osmoprotectants by Moderately
Halophilic Bacteria: Genetic and Applied Aspects, In: S.G. Pandalai
(ed.), Recent Research Developments in Microbiology. Research Signpost,
Trivandrum. Vol. 6: 403–418 pp.
Odum EP. 1971. Fundamental of Ecology.W.B. Saunder Com. Philadelphia 125
pp.
Oren, A 2002. Halophilic Microorganisms and their Environments. Spanyol:
Springer Science & Business Media.
-
45
Orwa G, Rono BK, Mungatu J, dan Wanjoya A. (2014). Application of paired
student t-test on impact of Anti-retroviral therapy on CD4 cell count among
HIV Seroconverters in serodiscordant heterosexual relationships. A case
study of Nyanza region, Kenya. Mathematical Theory and Modeling ISSN.
Vol 4(10): 61–73.
Pamungka OA. 2016. Studi Pencemaran Limbah Cair dengan Parameter BOD5 dan
pH di Pasar Ikan Tradisional dan Pasar Modern di Kota Semarang. E-Journal
Kesehatan Masyarakat: FKM UNDIP. ISSN 2356-3346.
Pangastuti AD, Wahjuningrum A, Suwanto. 2002. “Isolasi, Karakterisasi, dan
Kloning Gen Penyandi α-Amilase Bakteri Halofil Moderat asal Bledug
Kuwu.” Hayati, 9 (1): 10-14.
Pelczar MJ, Chan ECS. 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Universitas
Indonesia Press.
Pescode MD. 1973. Investigation of Rational Effluen and Stream Standards for
Tropical Countries. Bangkok: A.I.T,59 pp.
Ridwan. 2006. Dasar – Dasar Statistika. Bandung: Alfabeta.
Rohman A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor: IPB.
Sekretaiat Bapedal. 1999. PP RI No. 19 Tahun 1999 Tentang pengadilan
pencemaran dan/atau Perusakan laut, Jakarta.
Salmin. 2000. Kadar oksigen terlarut di perairan Sungai Dadap, Goba, Muara
Karang dan Teluk Banten. Tanggerang: LIPI. 42-46.
Salmin. 2005. Oksigen terlarut (DO) dan kebutuhan oksigen biologi (BOD) sebagai
salah satu indikator untuk menentukan kualitas perairan. Jurnal Oseana. Vol
30(2): 21-26.
Sara PS, Astono W, Hendrawan DI. 2018. Kajian Kualitas Air di Sungai Ciliwung
dengan Parameter BOD dan COD. Jurnal Teknik Kedokteran Hewan,
Kesehatan, Lingkungan dan Lanskap. Seminar Nasional Cendikiawan ke 4
2018. Hlm 591-597.
Sawyer CN, PL MC Carty. 1978. Chemistry for Environmental Engineering. 3rd
ed. Mc Graw Hill Kogakusha Ltd.: 405 - 486 pp.
Siregar S. 2005. Statistik Terapan untuk Penelitian. Jakarta: PT.Gramedia.
Sugiyono. 2010. Statistika untuk Penelitian. Bandung: Alfabeta.
Suhartati T. 2017. Dasar-DasarSpektrofotometri Uv-Vis dan Spektrofotometri
Massa untuk Penentuan Struktur Senyawa Organik. Bandar Lamp