Riswandi, Agung (2019) Analisis Penggunaan Biofilm Sebagai Agen Biomonitoring Dan Model Biosorpsi Logam Berat Pb2+ Dan Cr6+ Di Pesisir Ngimboh, Kecamatan Ujungpangkah, Gresik. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Biofilm merupakan komunitas mikroba yang melekat pada substrat padat dibawah permukaan air. Biofilm terdiri dari koloni mikro dari berbagai spesies mikroba (±15%) dan bahan matriks (±85%). Bahan matriks tersusun atas polisakarida bersifat netral dan polinionik (Kokare et al., 2009). Dewasa ini perhatian terhadap pemanfaatan biofilm untuk bebagai keperluan sudah semakin meningkat, seperti dalam pengolahan air limbah, bioremediasi, akuakultur, hingga produksi biohidrogen. Peran biofilm ialah sebagai agen biomonitoring dimana biomonitoring adalah teknik untuk menilai lingkungan yang terpapar bahan kimia sintetis berdasarkan sampling. Timbal (Pb) dan Kromium (Cr) dihasilkan sebagai buangan industri galangan kapal, dan pelapisan badan kapal. Salah satu upaya untuk menurunkan polutan adalah dengan melakukan pemantauan secara biologis melalui pemanfaatan biofilter dengan memanfaatkan mikroorganisme yang melekat pada suatu media untuk mendegradasi polutan. Biosorpsi merupakan salah satu pengolahan limbah cair secara biologis, proses kerjanya bisa dengan memanfaatkan kehidupan mikroorganisme untuk menguraikan polutan. Penelitian dengan menggunakan biosorben yang tumbuh pada batu dinilai sangat penting karena hal ini diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif water treatment untuk mengurangi pencemaran perairan khususnya pencemaran yang disebabkan oleh logam berat seperti Pb2+ dan Cr6+. Metode dalam penelitian ini menggunakan dua metode yaitu metode deskriptif dan metode eksperimen. Pengambilan data dengan melakukan survei dan mengambil data lapang serta akan dilakukan uji laboratorium. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap meliputi pengumpulan sampel biofilm, penelitian kinetik adsorpsi dan adsorpsi isotherm serta pengukuran parameter. Hipotesis pada penelitian ini diduga biofilm memiliki kemampuan sebagai agen biomonitoring dan juga biofilm memiliki waktu kontak optimum pada saat kinetik adsorpsi dalam mengadsorpsi logam berat Pb2+ dan Cr6+. Analisis logam berat dilakukan pada 3 stasiun, stasiun I berada di dekat pembuangan libah pabrik, stasiun II berada pada pertengahan antara stasiun I dan stasiun III, stasiun III berada di dekat muara. Pengambilan sampel dilakukan pada sampel air dan biofilm di tiap stasiun dengan pengambilan 3 kali ulangan untuk diuji kandungan logam berat Pb dan Cr menggunakan AAS. Analisis kinetik adsorpsi untuk melihat kontak waktu optimum saat terjadi penyerapan polutan pada biofilm, kemudian menganalisis konsentrasi maksimum pada saat adsorpsi isotherm. Analisis perhitungan data menggunakan metode regresi linear dan dianalisa menggunakan model Langmuir. Konsentrasi Pb2+ yang terjerab di biofilm pada bulan Juli - September berkisar dari 19,03 ppm hingga 221,04 ppm. Sedangkan Konsentrasi Cr6+ yang terjerab di biofilm pada bulan yang sama berkisar dari 31,57 ppm hingga 56,67 ppm. Berdasarkan hasil yang didapatkan pada penelitian ini konsentrasi pada Pb2+ dan Cr6+ di Pesisir Ngimboh telah melebihi ambang batas yang ditentukan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun x 2014 yaitu 0,05 ppm. yaitu 0,05 ppm. Hal ini menunjukan bahwa Pesisir Ngimboh telah tercemar oleh logam berat Pb2+ dan Cr6+. Konsentrasi Pb2+ di sedimen pada bulan Juli - September berkisar dari 0,22 ppm hingga 2,17 ppm, sedangkan di air pada bulan yang sama berkisar antara 1,19 ppm hingga 1,90 ppm. Uji Anova yang dilakukan menunjukkan konsentrasi Pb2+ di air dan sedimen tidak berbeda nyata (p > 0.05). Konsentrasi Cr6+ di sedimen pada bulan Juli - September berkisar dari 0,29 ppm hingga 0,52 ppm, sedangkan di air pada bulan yang sama berkisar antara 0,32 ppm hingga 0,90 ppm. Hasil dari konsentrasi Cr6+ pada sedimen dan air setelah dilakukan uji Anova menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata antara keduanya. Konsentrasi Pb2+ dan Cr6+ telah melebihi ambang batas yang ditentukan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 yaitu 0,05 ppm. Jumlah akumulasi logam Pb2+ dan Cr6+ dalam waktu 5 menit oleh biofilm nilainya sebesar 1,943 mg/g sedangkan pada waktu selanjutnya (15-60 menit) nilainya relatif sama (konstan) berkisar 1,318 – 1,432 mg/g untuk logam berat Pb2+, dan pada logam berat Cr6+ dalam waktu 5 menit oleh biofilm nilainya sebesar 3,095 mg/g sedangkan (15-60 menit) nilainya berkisar 2,707 – 2,784 mg/g. Hal ini menunjukkan bahwa penyerapan logam Pb2+ dan Cr6+ oleh biofilm berlangsung dengan sangat cepat dimana akumulasi logam Pb2+ dan Cr6+ yang terjadi dalam waktu 5 menit nilainya relatif sama dengan hasil diakhir penelitian yaitu pada waktu 60 menit. Serapan ion logam Pb2+ dan Cr6+ akan terus meningkat secara linear hingga mencapai konsentrasi tertentu. Konsentrasi keseimbangan yang dapat dicapai pada penelitian ini adalah sebesar kurang lebih 2,017 , 20,412 , 51,210 , 430,424 , 930,215 berturut-turut untuk konsentrasi 10, 30 , 62,5 , 500 dan 1000 ppm berturut-turut untuk logam berat Pb2+, dan untuk logam berat Cr6+ sebesar 1,892 , 19,248 , 50,840 , 432,201 dan 930,873 ppm. Nilai konsentrasi keseimbangan ini sudah jauh lebih tinggi dari standar baku mutu logam Pb dan Cr di perairan untuk kawasan industri yang ditetapkan yaitu sebesar 0,05 ppm. Berdasarkan PERGUB JATIM No. 72 Tahun 2013 mengenai baku mutu air limbah bagi kawasan industri, nilai batas ambang untuk logam Pb2+ dan Cr6+ adalah sebesar 0.05 mg/L. Selain itu Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 03 Tahun 2010 mengenai baku mutu air limbah bagi kawasan industri berkaitan dengan sifat toksik yang dimiliki oleh logam berat Pb2+ dan Cr6+, telah menetapkan baku mutu konsentrasi Pb2+ dan Cr6+ di perairan pada kawasan industri pertambangan Pb2+ dan Cr6+ adalah sebesar 0,05 ppm. Jumlah Pb2+ dan Cr6+ yang terakumulasi pada biofilm sama dengan nilai pengaruh konsentrasi awal terhadap akumulasi Pb2+ dan Cr6+ pada biofilm yaitu sebesar 0,798 , 0,959 , 1,129 , 6,958 , 6,978 mg/g untuk logam berat Pb2+ dan pada logam berat Cr6+ sebesar 0,811 , 1,075 , 1,166 , 6,780 , 6,913 mg/g. Hal ini membuktikan bahwa penanaman logam Pb2+ dan Cr6+ ke dalam struktur biofilm berhasil.
English Abstract
Biofilm was a microbial community attached to a solid substrate below the surface of the water. Biofilms consist of micro colonies of various microbial species (±15%) and matrix materials (±85%). Matrix material composed of polysaccharides was neutral and polynionic (Kokare et al., 2009). Nowadays the attention to the used of biofilms for various needs had been increasing, such as in wastewater treatment, bioremediation, aquaculture, to biohydrogen production. The role of biofilm was as a biomonitoring agent where biomonitoring was a technique for assessing the environment exposed to synthetic chemicals based on sampling. Lead (Pb) and Chromium (Cr) were produced as shipyard industrial waste, and coating of the ship's body. One effort to reduce pollutants was to conduct biological treatment through the used of biofilter by utilizing microorganisms attached to a medium to degrade pollutants. Biosorption was one of the biological wastewater treatment processes, the work process can be by utilizing the life of microorganisms to decompose pollutants. Research using biosorbents that grow on rocks was considered very important because this was expected to be an alternative water treatment to reduced water pollution, especially pollution caused by heavy metals such as Pb2+ and Cr6+. The method in this study used two methods, namely descriptive method and experimental method. Retrieval of data by conducting surveys and retrieving field data and laboratory tests would be carried out. This research was conducted in two stages including the collection of biofilm samples, kinetic adsorption research and isotherm adsorption and parameter measurements. The hypothesis in this study alleged that biofilms have the ability as biomonitoring agents and biofilms have optimum contact time at kinetic adsorption in adsorbing heavy metals Pb2+ and Cr6+. Heavy metal analysis was carried out at 3 stations, station I was near the disposal of factory mills, station II was in the middle between station I and station III, station III was near the estuary. Sampling was carried out on water and biofilm samples at each station by taking 3 replications to test Pb and Cr heavy metal content using AAS. Adsorption kinetic analysis to see the optimum contact time when absorption of pollutants in biofilms occurs, then analyze the maximum concentration during isotherm adsorption. Analysis of data calculations using linear regression methods and analyzed using the Langmuir model. The concentration of Pb2+ in biofilms in July-September ranges from 19.03 ppm to 221.04 ppm. While the Cr6 + concentration in biofilms in the same month ranged from 31.57 ppm to 56.67 ppm. Based on the results obtained in this study the concentration in Pb2+ and Cr6+ in the Ngimboh Coast had exceeded the threshold determined by the Republic of Indonesia Minister of Environment Regulation Number 5 of 2014 which is 0.05 ppm. which was 0.05 ppm. This showed that the Ngimboh Coast had been polluted by heavy metals Pb2+ and Cr6+. The concentration of Pb2 + in sediments in July - September ranges from 0.22 ppm to 2.17 ppm, while in water the same month ranges from 1.19 ppm to 1.90 ppm. Anova test conducted showed that the concentration of Pb2+ in water xii and sediment was not significantly different (p> 0.05). The concentration of Cr6+ in sediments in July - September ranges from 0.29 ppm to 0.52 ppm, while in water the same month ranges from 0.32 ppm to 0.90 ppm. The results of the concentration of Cr6+ in sediments and water after the Anova test showed values that were not significantly different between the two. The concentration of Pb2+ and Cr6+ has exceeded the threshold determined by the Republic of Indonesia Minister of Environment Regulation Number 5 of 2014 which was 0.05 ppm. The amount of accumulated metal Pb2+ and Cr6+ within 5 minutes by the biofilm was 1.943 mg / g whereas in the next time (15-60 minutes) the value was relatively constant (1,318 - 1,432 mg / g for heavy metals Pb2+, and in heavy metals) Cr6+ in 5 minutes by biofilm value was 3.095 mg / g whereas (15-60 minutes) the value ranged from 2.707 to 2.784 mg / g. This showed that the absorption of Pb2+ and Cr6+ by biofilms take place very rapidly where the accumulation of Pb2+ and Cr6+ metals that occured within 5 minutes was relatively the same as the results at the end of the study which was 60 minutes. Uptake of metal ions Pb2+ and Cr6+ will continue to increase linearly to reach a certain concentration. The balance concentrations that could be achieved in this study are approximately 2,017, 20,412, 51,210, 430,424, 930,215 for concentrations of 10, 30, 62,5, 500 and 1000 ppm respectively for heavy metals Pb2+, and for heavy metals Cr6+ is 1,892, 19,248, 50,840, 432,201 and 930,873 ppm. his balance concentration value had been much higher than the standard quality of Pb and Cr metal in waters for the established industrial area which is equal to 0.05 ppm. Based on JATIM PERGUB No. 72 of 2013 concerning the quality standards of wastewater for industrial estates, the threshold value for metals Pb2+ and Cr6+ is 0.05 mg / L. In addition, Regulation of the Minister of Environment No. 03 of 2010 concerning the quality standards of wastewater for industrial estates related to the toxic properties possessed by heavy metals Pb2+ and Cr6+, had determined the quality standards of concentrations of Pb2+ and Cr6+ in waters in the mining industrial area Pb2+ and Cr6+ was 0.05 ppm. The amount of Pb2+ and Cr6+ accumulated in the biofilm was the same as the effect of the initial concentration on the accumulation of Pb2+ and Cr6+ on biofilms which was 0.798, 0.959, 1.129, 6.958, 6.978 mg / g for heavy metals Pb2+ and in Cr6+ 0.811, 1.075, 1.166 , 6,780, 6,913 mg / g. This proves that the planting of Pb2+ and Cr6+ metals into biofilm structures is successful.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/577.5/RIS/a/2019/041901697 |
| Uncontrolled Keywords: | ECOLOGY |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 577 Ecology > 577.5 Ecology of miscellaneous environments |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 26 Dec 2019 04:10 |
| Last Modified: | 26 Dec 2019 04:10 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/177343 |
Actions (login required)
 |
View Item |