Efektivitas Fitoremediasi Lindi Menggunakan Hidromakrofita Lokal Dengan Sistem Lahan Basah Buatan

Laily, Sophia (2017) Efektivitas Fitoremediasi Lindi Menggunakan Hidromakrofita Lokal Dengan Sistem Lahan Basah Buatan. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Sampah padat di perkotaan dikelola berdasarkan Undang-Undang No. 18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah. Paradigma baru dalam Undang-Undang tersebut mengharuskan pengelolaan sampah di TPA menggunakan sistem lahan urug saniter (sanitary landfill). Sistem tersebut mengutamakan penanganan sampah secara saniter termasuk upaya pengendalian yang baik terhadap potensi pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh lindi dan gas metan sebagai produk samping dari pengurugan sampah. Pengolahan lindi secara konvensional dengan menggunakan kolam-kolam stabilisasi selama ini masih banyak digunakan di seluruh TPA di Indonesia. Pengolahan tersebut hanya mampu mengurangi beban organik lindi kurang dari 40%. Sistem lahan basah buatan bervegetasi memanfaatkan proses fitoremediasi untuk memperbaiki kualitas lindi. Berbagai hasil penelitian menyatakan tentang keberhasilan sistem lahan basah buatan bervegetasi dalam memperbaiki kualitas air limbah. Penelitian ini bertujuan untuk: (a) menganalisa struktur komunitas vegetasi di zona aktif dan pasif di TPA Wisata Edukasi Talangagung; (b) menganalisa efektifitas remediasi lindi dengan sistem lahan basah buatan tanpa vegetasi; (c) menganalisa efektifitas fitoremediasi lindi menggunakan hidromakrofita lokal dengan sistem lahan basah buatan; (d) mendeskripsikan persepsi pengelola TPA terhadap penggunaan sistem lahan basah buatan berbasis fitoremediasi sebagai bagian dari sistem pengolahan lindi; (e) merumuskan strategi penerapan sistem lahan basah buatan berbasis fitoremediasi sebagai bagian dari sistem pengolahan lindi di TPA Wisata Edukasi Talangagung. Penelitian dilaksanakan dalam tiga tahap yaitu: (1) analisa struktur komunitas vegetasi di zona aktif dan pasif TPA Wisata Edukasi Talangagung; (2) uji fitoremediasi menggunakan hidromakrofita lokal dengan sistem lahan basah buatan; (3) pengukuran produktivias primer semua jenis hidromakrofita pada akhir masa uji fitoremediasi; (4) perumusan strategi penerapan sistem lahan basah buatan berbasis fitoremediasi sebagai bagian dari sistem pengolahan lindi di TPA Wisata Edukasi Talangagung. Jenis yang dominan di zona aktif dan pasif TPA Talangagung untuk selanjutnya digunakan sebagai spesies fitoremediator pada reaktor lahan basah buatan. Satu jenis hidromakrofita yang ditambahkan dalam uji fitoremediasi yaitu Typha angustifolia. Tingginya efektivitas fitoremediasi air limbah menggunakan T. angustifolia berdasarkan penelitian-penelitian terdahulu merupakan alasan digunakannya jenis hidromakrofita tersebut dalam penelitian ini. Uji fitoremediasi dilakukan dengan 2 faktor perlakuan yaitu: (1) jenis hidromakrofita dan polikulturnya (Alternanthera sessilis, Commelina nudiflora, Paspalum conjugatum, Typha angustifolia, polikultur semua jenis, dan kontrol); serta (2) waktu tinggal (0, 5, 10, 15, 21, dan 30 hari). Data kualitas lindi yang diamati pada tiap waktu tinggal diukur dari nilai 8 parameter kualitas fisiko-kimia air yang ditentukan (konduktivitas, turbiditas, TDS, DO, BOD, pH, nitrat dan ortopospat). Data dianalisa menggunakan one-way ANOVA (jika data homogen) dan Uji Brown Forsythe (jika data tidak homogen) dan dilanjutkan dengan uji beda Tukey-HSD (lanjutan dari one-way ANOVA) dan Uji Games-Howell (lanjutan dari Uji Brown Forsythe). Analisa struktur komunitas vegetasi di zona pasif (zona II sel 3) TPA Wisata Edukasi Talangagung ditemukan sebanyak 21 spesies pada awal musim hujan (3 September 2016) dan 26 spesies pada pertengahan musim penghujan (2 Desember 2016), sedangkan di zona aktif (zona II sel 4) terdapat 12 spesies pada musim penghujan (2 Desember 2016). Dari jumlah spesies tersebut terdapat 3 spesies dengan indeks nilai penting terbesar dan merupakan jenis yang bisa hidup di lahan basah. Spesies tersebut adalah Alternanthera sessilis, Commelina nudiflora, dan Paspalum conjugatum. Efektivitas remediasi lindi dengan sistem lahan basah buatan tanpa vegetasi ditunjukkan oleh peningkatan kualitas lindi pada reaktor kontrol (reaktor LBB tanpa vegetasi) berdasarkan perlakuan waktu tinggal. Secara umum, reaktor kontrol memberikan penurunan sebesar 79.64%, 95.42%, 56.28%, 78.73%, 80.58%, 90.39% secara berurutan untuk parameter konduktivitas, turbiditas, TDS, BOD, nitrat dan ortopospat pada hari ke-30, sedangkan DO mengalami kenaikan sejumlah 22.32 kali. Reaktor LBB bervegetasi memberikan penurunan yang lebih besar untuk semua parameter fisiko-kimia lindi dibandingkan dengan reaktor LBB tanpa vegetasi, baik pada perlakuan jenis hidromakrofita maupun pada perlakuan waktu tinggal. Typha angustifolia dan Alternanthera sessilis adalah 2 jenis hidromakrofita yang memberikan penurunan terbesar pada tiap waktu tinggal. T. angustifolia memberikan penurunan sebesar 87.88%, 97.79%,74.04%, 87.24%, 89.19%, dan 97.03% secara berurutan untuk parameter konduktivitas, turbiditas, TDS, BOD, nitrat dan ortopospat pada hari ke-30, sedangkan DO mengalami kenaikan sejumlah 33.06 kali. A. sessilis memberikan penurunan sebesar 83.48%, 97,03%, 65.60%, 90.87%, 84.29%, dan 96.74% secara berurutan untuk parameter konduktivitas, turbiditas, TDS, BOD, nitrat dan ortopospat pada hari ke-30, sedangkan DO mengalami kenaikan sejumlah 42.72 kali. Produktivitas biomassa kering T. angustifolia (132.67 gram.m-2.bulan-1) dan A. sessilis (121.19 gram.m-2.bulan-1) menunjukkan daya tahan hidup kedua spesies tersebut di lingkungan yang tinggi kadar bahan organiknya, sementara itu produktivitas biomassa kering untuk kedua jenis hidromakrofita yang lain sangat rendah. A. sessilis dan T. angustifolia direkomendasikan kepada pengelola TPA. Perumusan strategi penerapan sistem lahan basah buatan di TPA Wisata Edukasi Talangagung menggunakan analisa SWOT menempati kuadran IV dimana faktor kekuatan lebih besar dari faktor kelemahan dan faktor peluang lebih kecil dari faktor ancaman. Posisi tersebut menghasilkan rekomendasi strategi “diversifikasi strategi”, artinya strategi yang dibuat harus memanfaatkan semua kekuatan yang ada untuk mengatasi ancaman yang ada. Sistem lahan basah buatan berbasis fitoremediasi tidak hanya memiliki kekuatan yang cukup besar jika diterapkan di TPA Wisata Edukasi Talangagung namun juga memiliki ancaman yang cukup besar pula untuk dihadapi.

English Abstract

Municipal solid waste is managed under the Constitution of Republic Indonesia No. 18 / 2008 on Waste Management. The new paradigm in the constitution requires sanitary sistems on Final Waste Disposal Site (FWDS). The system has prioritized sanitary waste management, including a good control for environmental pollution caused by garbage by-products, such as leachate and methane. The conventional leachate treatment which is using stabilization ponds has been widely used in Indonesia. It can only reduce the organic load in leachate by less than 40%. Vegetated constructed wetland (VCW) system utilizes plants to improve leachate quality. VCW are deliberately designed as natural wetland to treat the wastewater. Various research results found the high effectiveness of VCW systems in improving leachate quality. The objectives of this study are: a) analyzing the structure of vegetation communities in the area of active and passive zones at Talangagung’s FWDS; b) analyzing the effectiveness of leachate remediation using unvegetated CW system; c) analyzing the effectiveness of leachate phytoremediation using local hydromacrophytes by VCW systems; d) describe the perception of the FWDS stakeholders to the use of VCW system as one of leachate treatment alternatives; e) Develop strategies for the implementation of VCW system in Talangagung’s FWDS. This research was conducted in three stages: 1) The analysis of vegetation community structure in the area of active and passive zone at Talangagung’s FWDS; 2) The phytoremediation test using local hydromacrophytes by CW systems; 3) The measurement of primary productivity of all hydromacrophytes species on the final step of phytoremediation test; 4) SWOT analysis for the formulation of the implementation strategy of VCW in Talangagung’s FWDS. The dominant species in the active and passive zones are further used as phytoremediator species in VCW systems. A species of hydromacrophyte involved in the phytoremediation test was Typha angustifolia. The high effectiveness of wastewater phytoremediation using T. angustifolia was the reason for the use of this species into the research. The phytoremediation test was performed by 2 treatment factors. The first factor was hydromacrophytic species and its polyculture; and the second factor was hydraulic retention time (HRT) which was observed on the 0th, 5th, 10th, 15th, 21th, and 30th days. Leachate quality parameters (conductivity, turbidity, TDS, DO, BOD, pH, nitrate and ortophospate) was periodically observed on specified HRT. Data were analyzed using one-way ANOVA (for the homogeneous data) and Brown Forsythe Test (for the unhomogeneous data). Afterwards, the data were analyzed further by Tukey- Honestly Significance Difference Test (continued from one-way ANOVA) and Games-Howell Test (continued from Brown Forsythe Test). The analysis of vegetation community structure in the area of passive zone (zone II, 3rd cell) was found as many as 21 species at the beginning of rainy season (September 3, 2016) and was found 26 species in the middle of rainy season (December 2, 2016), while in the active zone (zone II, 4th cell) was found as many as 12 species in the middle of rainy season (December 2, 2016). Of all species found, there are only 3 species which have high important value index and suitable live in wetlands. Those species are Alternanthera sessilis, Commelina nudiflora, and Paspalum conjugatum. The effectiveness of leachate remediation using unvegetated CW system was indicated by leachate quality improvement based on HRT-treatment. In general, the unvegetated CW reactors decreased by 79.64%, 95.42%, 56.28%, 78.73%, 80.58%, 90.39% respectively for conductivity, turbidity, TDS, BOD, nitrate and ortophosphate on the 30th day, while DO increased as 22.32 times. The vegetated CW reactors provides a greater reduction for all physico-chemical leachate parameters compared to the unvegetated CW reactor. T. angustifolia and A. sessilis were the best hydromacrophytes species that give the greatest decrease in HRT-treatment. T. angustifolia decreased by 87.88%, 97.79%, 74.04%, 87.24%, 89.19%, and 97.03% respectively for conductivity, turbidity, TDS, BOD, nitrate and ortophosphate on the 30th day, while DO increased as 33.06 times. A. sessilis decreased by 83.48%, 97.03%, 65.60%, 90.87%, 84.29%, and 96.74% respectively for conductivity, turbidity, TDS, BOD, nitrate and ortophospate on the 30th day, while DO increased as 42.72 times. The productivity of dry biomass for T. angustifolia (132.67 gram.m-2.month-1) and A. sessilis (121.19 gram.m-2.month-1) recognized their survival in a toxic environment, meanwhile the dry biomass productivity for other species are very low. The two hydromacrophytes species are being recommended to the FWDS managers of Talangagung. Implementation strategy of leachate pytoremediation in FWDS of Talangagung being formulated by means of SWOT Analysis. The data were sorted into four categories: strengths, weaknesses, opportunities, and threats. Strengths and weaknesses generally stem from factors within the organization, whereas opportunities and threats usually arise from external factors. Based on the the mapping of axis value (the difference value of strengths and weaknesses) and y value (difference value of opportunities and threats), the point of strategy placed on the 4th quadrant, where the recommended strategy is “diversification strategy”. It means the implementation of leachate phytoremediation using CW system in FWDS of Talangagung has many strength factors but must to face the challenges due to the many threats factors.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	TES/628.445 64/LAI/e/2017/041707326
Uncontrolled Keywords:	SANITARY LANDFILLS - LEACHING, LEACHATE, MUNICIPAL POLID WASTE INCINERATOR RESIDUES
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 628 Sanitary engineering > 628.4 Waste technology, public toilets, street cleaning > 628.44 Solid wastes (Refuse) > 628.445 Treatment and disposal
Divisions:	Program Pascasarjana > Magister Pengelolaan Lingkungan, Program Pascasarjana
Depositing User:	Nur Cholis
Date Deposited:	30 Aug 2017 08:39
Last Modified:	13 Dec 2020 04:25
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/1934

Preview	Text BAGIAN DEPAN (1).pdf Download (805kB) | Preview
	Text BAB I PENDAHULUAN-1.pdf Download (526kB)
Preview	Text BAB II TINJAUAN PUSTAKA-2.pdf Download (1MB) | Preview
Preview	Text BAB III METODE PENELITIAN-3.pdf Download (1MB) | Preview
Preview	Text BAB IV GAMBARAN LOKASI PENELITIAN-4.pdf Download (1MB) | Preview
Preview	Text BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN-5 .pdf Download (2MB) | Preview
Preview	Text BAB VI Persepsi Pengelola TPA-6.pdf Download (880kB)
Preview	Text BAB VII Kesimpulan dan Saran-7.pdf Download (508kB) | Preview
Preview	Text DAFTAR PUSTAKA.pdf Download (536kB) | Preview

Actions (login required)

View Item