BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan industri dewasa ini telah memberikan sumbangan besar terhadap perekonomian Indonesia. Industri di lain pihak juga memberi dampak pada lingkungan akibat buangan industri maupun eksploitasi sumber daya yang semakin intensif dalam pengembangan industri. Pengelolaan industri harus ada transformasi kerangka kontekstual, yakni keyakinan bahwa operasi industri secara keseluruhan harus menjamin sistem lingkungan alam berfungsi sebagaimana mestinya dalam batasan ekosistem lokal hingga biosfer. Efisiensi bahan dan energi dalam pemanfaatan, pemrosesan, dan daur ulang, akan menghasilkan keunggulan kompetitif dan manfaat ekonomi (Hambali, 2003).
Tahu merupakan salah satu produk olahan kedelai yang telah lama dikenal dan banyak disukai oleh masyarakat, karena harganya murah dan mudah didapat. Pembuatan tahu umumnya dilakukan oleh industri kecil atau industri rumah tangga. Industri pengolahan tahu tersebut selain menghasilkan produk utama berupa tahu dalam berbagai bentuk, juga menghasilkan limbah padat maupun limbah cair. Limbah padat sudah banyak dimanfaatkan seperti pakan ternak dan tempe gembus. Namun limbah cair belum dimanfaatkan sama sekali atau langsung dibuang begitu saja ke perairan. Akibatnya perairan menjadi tercemar, begitu pula dengan simpanan air tanah yang ditandai oleh kotornya wilayah perairan dan timbulnya bau menyengat (Raliby dkk, 2005).
Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal terletak di sebelah selatan Kota Tegal, sebagian besar masyarakat desa tersebut mempunyai matapencaharian sebagai pembuat tahu (65%), sedangkan sisanya (35%) mempunyai matapencaharian sebagai tukang kayu, tukang batu, PNS dan petani. Pengelolaan limbah cair tahu yang ada di Desa Pesalakan selama ini hanya dialirkan begitu saja ke selokan dan ke sungai, jadi tidak ada penanganan khusus baik secara fisik, kimia dan biologi. Banyak masyarakat sekitar yang merasakan keluhan-keluhan akibat pembuangan limbah cair tahu terutama dari segi bau.
Suatu hasil studi tentang karakteristik air buangan industri tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal (BLH, 2009) dilaporkan bahwa air buangan industri tahu rata-rata mangandung Biochemical Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD) dan Total Suspended Solid (TSS) berturut- turut sebesar 250, 340, 120 mg/l. Bila dibandingkan dengan baku mutu limbah cair industri tahu menurut Peraturan Daerah Propinsi Jawa Tengah Nomor: 10 Tahun 2006 tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri, kadar maksimum yang diperbolehkan BOD5, COD dan TSS berturut-turut adalah 150, 275 dan 100 mg/l, sehingga jelas bahwa limbah cair industri ini telah melebihi baku mutu yang dipersyaratkan.
Pengaruh yang ditimbulkan dari proses produksi industri tahu ada dua yaitu pengaruh dari segi kesehatan dan pengaruh dari segi lingkungan. Pengaruh dari segi kesehatan antara lain pengaruh secara langsung dan tidak langsung. Pengaruh langsung adalah efek yang disebabkan karena kontak langsung dengan limbah cair indusri tahu dan pengaruh tidak langsung dapat dirasakan masyarakat akibat proses pembuangan limbah cair indusri tahu, penguraian dan pembusukan yang menghasilkan limbah yang berbau tidak sedap (Soemirat, 1994). Sedangkan pengaruh dari segi lingkungan antara lain Kerusakan tata guna lahan, Kerusakan resiko terhadap udara, Kerusakan resiko terhadap air permukaan, kerusakan resiko terhadap estetika lingkungan (Hasan, H. 2003).
Pengolahan limbah cair dapat dibedakan dalam tiga jenis, yaitu secara fisika, kimia dan biologi. Pengolahan secara biologi dilakukan secara aerob, anaerob dan fakultatif. Pengolahan secara biologi dinilai efisien dari segi biaya dan mudah diterapkan di masyarakat dibandingkan dengan pengolahan secara kimia (Daryanto, 2004). Pengolahan secara biologi salah satunya adalah pemanfaatan Effective Microorganism (EM). EM merupakan kultur campuran lima kelompok organisme yang terdiri dari bakteri fotosintetik, bakteri asam laktat, ragi, Actinomycetes, dan jamur fermentasi. Kumpulan organisme tersebut melakukan biodegrasi limbah organik seperti senyawa karbon, hidrogen, nitrogen dan oksigen (Higa, 1994). Jenis produk EM yang digunakan dalam pengolahan limbah adalah EM-4. Mikroorganisme EM memerlukan bahan organik yang ada pada limbah seperti karbohidrat, protein, lemak dan mineralnya untuk mempertahankan hidupnya. Bahan-bahan tersebut banyak terdapat pada limbah cair tahu. EM relatif aman bagi lingkungan karena tidak mengandung bahan kimia berbahaya (Hanifah, 2001).
Manfaat EM4 dalam pengolahan limbah antara lain mempercepat proses penguraian limbah organik cair maupun padat, menekan bau yang tidak sedap (H2S dan NH3), menurunkan kadar BOD dan COD, menekan perkembangan mikroorganisme pathogen, dapat digunakan untuk mendaur ulang limbah tahu menjadi pupuk/kompos (Jose dkk, 2000). Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh Wiyono (2001) dengan menggunakan EM pada pengolahan limbah tahu yang bertujuan untuk mengetahui efektifitas dari penambahan dosis EM terhadap penurunan kadar zat organik air limbah industri tahu termasuk bau yang ditimbulkan dengan variasi dosis 0,1 ml/l, 0,5 ml/l, 1 ml/l, 1,5 ml/l, dan 2 ml/l. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan kadar zat organik rata-rata 23,56 mg/l. Dosis efektif EM dari analisa secara statistik dengan uji Liquid Standart Display (LSD) adalah 2,0 ml/l.
Berdasarkan survei pendahuluan di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal terdapat banyak industri rumah tangga yang membuat tahu antara 9-10 industri pembuat tahu. Air limbah tahu yang dihasilkan mengandung bahan buangan organik yang tinggi berasal dari sisa protein atau senyawa-senyawa nitrogen lainnya dari kedelai. Air limbah yang bercampur dengan sisa koagulasi dalam keadaan baru bersifat sedikit asam, kandungan BOD tinggi, mengandung amonia (NH3) dan menimbulkan bau yang tidak sedap. Limbah cair tahu yang dihasilkan adalah dari proses pembuatan tahu, mulai dari perendaman sampai pencetakan, karena pada proses inilah dibutuhkan banyak air dan akan menghasilkan limbah spesifik buangan cair industri tahu.
Berdasarkan uraian tersebut maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian tentang “pemanfaatan em4 dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair industri tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal”. Dengan tercapainya tujuan penelitian ini, diharapkan masyarakat dapat terjaga kesehatan lingkungannya terutama dari sumber-sumber air yang tercemar dan bau busuk yang ditimbulkan.
B. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian tersebut, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Apakah ada perbedaan bau dan kadar BOD limbah cair tahu sebelum dan sesudah perlakuan menggunakan EM-4 ?
2. Apakah ada pengaruh EM-4 dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu ?
3. Pada kadar berapakah dosis EM-4 yang lebih efektif dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu ?
C. Tujuan
1. Tujuan Umum
Untuk mengetahui pengaruh EM-4 dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal.
2. Tujuan Khusus
a. Mengetahui perbedaan bau dan kadar BOD limbah cair tahu sebelum dan sesudah perlakuan menggunakan EM-4
b. Mengetahui dosis EM-4 yang lebih efektif dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu
c. Mengetahui hasil olahan setelah perlakuan dengan menggunakan EM-4
D. Manfaat
1. Bagi Masyarakat
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pengaruh EM-4 dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal.
2. Bagi Institusi Pendidikan
Penelitian ini diharapkan dapat menambah pustaka atau bahan acuan mengenai pengaruh EM-4 dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal.
3. Bagi Pengembangan IPTEK
Bermanfaat untuk meningkatkan ilmu pengetahuan kesehatan masyarakat dalam bidang kesehatan lingkungan khususnya dalam teknologi pengolahan air limbah dan pemanfaatannya EM-4.
4. Bagi Peneliti
Bermanfaat untuk meningkatkan pengetahuan dan pengalaman dalam melaksanakan penelitian khususnya tentang pengaruh EM-4 dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Limbah Cair Industri Tahu
1. Pengertian
Limbah cair industri tahu adalah limbah industri yang mengandung bahan buangan organik yang tinggi berasal dari sisa protein atau senyawa-senyawa nitrogen lainnya dari kedelai. Air limbah yang bercampur dengan sisa koagulasi dalam keadaan baru bersifat sedikit asam dan tidak berbau, kemudian karena penguraian akan menjadi amonia atau hydrogen sulfida yang berbau tidak sedap. Pengaruh lainnya adalah timbulnya kekeruhan pada air sungai. Limbah yang dihasilkan adalah dari proses pembuatan tahu, mulai dari perendaman sampai pencetakan, karena pada proses inilah dibutuhkan banyak air dan akan menghasilkan limbah spesifik buangan cair industri tahu (Husin, A 2003).
2. Proses Pengolahan Tahu
Menurut BPPT (1999), proses pembuatan tahu adalah sebagai berikut:
a. Kedelai yang telah dipilih dibersihkan. Pembersihan dilakukan dengan ditampi atau menggunakan alat pembersih.
b. Kedelai direndam dalam air bersih agar mengembang dan cukup lunak untuk digiling. Lama perendaman berkisar 4-10 jam.
c. Kedelai dicuci dengan air bersih, jumlah air yang digunakan tergantung pada besarnya atau jumlah kedelai yang digunakan.
d. Kedelai digiling hingga menjadi bubur kedelai dengan mesin penggiling. Untuk memperlancar penggilingan perlu ditambahkan air dengan jumlah yang sebanding dengan jumlah kedelai.
e. Bubur kedelai dimasak diatas tungku sampai mendidih selama 5 menit. Selama pemasakan ini dijaga agar tidak berbuih dengan cara menambahkan air dan diaduk.
f. Bubur kedelai disaring dengan menggunakan kain penyaring. Ampas yang diperoleh diperas dan dibilas dengan air hangat. Jumlah ampas basah kurang lebih 70%-90% dari bobot kering kedelai.
g. Setelah itu dilakukan penggumpalan dengan menggunakan air asam, pada suhu 50°c, kemudian didiamkan sampai terbentuk gumpalan. Selanjutnya air diatas endapan dibuang dan sebagian digunakan untuk proses penggumpalan kembali.
h. Langkah terakhir adalah pengepresan dan pencetakan yang dilapisi dengan kain penyaring sampai padat. Setelah air tinggal sedikit, maka cetakan dibuka dan diangin-anginkan.
Adapun proses pembuatan tahu adalah sebagai berikut:
Gambar 2.1 Diagram Alir Pembuatan Tahu
Sumber: Moertinah dan Djarwanti (2003)
3. Karakteristik dan Sumber Limbah Tahu
Sebagian besar limbah cair yang dihasilkan oleh industri pembuatan tahu adalah cairan kental yang terpisah dari gumpalan tahu yang disebut dengan air didih. Cairan ini mengandung kadar protein yang tinggi dan dapat segera terurai. Limbah cair ini sering dibuang secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu sehingga menghasilkan bau busuk dan mencemari sungai. Sumber limbah cair lainnya berasal dari pencucian kedelai, pencucian peralatan dan pemasakan serta larutan bekas rendaman kedelai (Clifton Potter et.al, 1994).
Parameter air limbah tahu dapat dilihat pada Tabel 2.1
Table 2.1 Parameter Air Limbah Tahu
Parameter Parameter
Masih Segar Setelah 24 jam
Warna Putih Keruh Putih Keruh
Bau - Asam
pH 4,5 -
Sumber: Hanafi Pratomo (Chariri Chasan, 1993)
Menurut Hartati dalam ProRistand Indag Surabaya Edisi II 2003, karakteristik limbah tahu meliputi: suhu, warna, bau, kekeruhan, padatan tersuspensi, pH, BOD dan COD.
a. Suhu
Suhu air limbah yang dihasilkan biasanya lebih tinggi dari suhu air pada saluran umum. Suhunya melebihi suhu normal badan air penerima (60°-80° C). Kelarutan oksigen sebagaimana diketahui pada air panas relatif kecil, sehingga dapat menurunkan kelarutan oksigen pada saluran umum dimana air limbah tersebut dibuang.
b. Warna
Air limbah yang masih baru berwarna putih kekuningan. Lama kelamaan warna air limbah akan berubah menjadi kehitam-hitaman dan berbau busuk karena telah terjadi peruraian bahan organik yang dikandungnya.
c. Bau
Limbah cair ini di perairan selain berpotensi menimbulkan bau busuk karena proses anaerob pada perombakan protein, lemak, dan karbohidrat oleh mikroorganisme, juga menambah beban pencemaran air. Air limbah yang masih baru masih berbau seperti tahu dan akan menjadi berbau asam setelah berumur lebih dari satu hari, selanjutnya akan berbau busuk. Bau tersebut berasal dari bau hidrogen sulfida dan amonia yang berasal dari proses pembusukan protein serta bahan organik lainya.
d. Kekeruhan
Kekeruhan air limbah yang dihasilkan biasanya lebih tinggi dari kekeruhan air pada umumnya. Kekeruhan yang terjadi karena adanya bahan organik (seperti karbohidrat dan protein) yang mengalami peruraian serta bahan koloid yang sukar mengendap.
e. Padatan tersuspensi
Padatan tersuspensi pada air limbah akan mempengaruhi kekeruhan, Apabila terjadi pengendapan dan pembusukan padatan ini di saluran umum, maka dapat mengubah peruntukan perairan tersebut.
f. pH
Perubahan pH pada air limbah menunjukkan bahwa telah terjadi aktifitas mikroba yang mengubah bahan organik mudah terurai menjadi asam. pH ini dipengaruhi oleh batu tahu dan CH3COOH.
g. BOD dan COD
Air limbah tahu yang bercampur dengan sisa koagulasi dalam keadaan baru bersifat sedikit asam dan kandungan BOD serta COD tinggi.
4. Dampak Limbah Cair Industri Tahu
Limbah cair industri tahu dapat berdampak terhadap kualitas air dan terhadap kesehatan masyarakat. Dampak terhadap kualitas air adalah:
a. Perubahan suhu air
Gerakan mesin pada proses produksi pada umumnya menghasilkan panas yang akan dihilangkan menggunakan air pendingin. Air pendingin yang telah menyerap panas, apabila dibuang ke sungai maka akan menaikkan suhu air sungai. Akibatnya dapat membahayakan kehidupan mikroba atau ikan yang ada pada saluran tersebut, Juga dapat mengganggu kehidupan hewan air dan organisme air lainnya karena kadar oksigen yang terlarut akan turun bersamaan dengan kenaikan suhu (Ginting, 2007).
b. Perubahan pH atau konsentrasi Ion Hidrogen
Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan berkisar antara 6,5 – 7,5. Air yang mempunyai pH lebih kecil dari pH normal akan bersifat asam, sedangkan yang mempuyai pH lebih dari pH normal akan bersifat basa. Air limbah dari kegiatan industri yang dibuang ke sungai akan mengubah pH air dan akan dapat mengganggu kehidupan organisme di dalam air. Air limbah tahu bersifat asam yaitu 3 - 5, karena mengandung sianida (HCN) (Ginting, 2007).
c. Perubahan warna, bau, dan rasa air
Bahan buangan dan air limbah industri yang larut dalam air akan merubah warna air. Degradasi limbah industri juga dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna air. Bau yang keluar dari dalam air dapat langsung berasal dari hasil degradasi limbah oleh mikroba yang hidup di dalam air. Air normal yang dapat digunakan untuk suatu kehidupan pada umumnya tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Apabila air mempunyai rasa (kecuali air laut) maka hal itu berarti telah terjadi pelarutan sejenis garam-garaman. Adanya rasa pada air, pada umumnya diikuti pula dengan perubahan pH air (Ginting, 2007).
d. Timbulnya endapan, koloidal dan bahan terlarut
Bahan buangan industri yang berbentuk padat apabila tidak dapat larut sempurna akan mengendap di dasar sungai dan yang dapat larut sebagian akan menjadi koloidal. Endapan dan koloidal ini ditandai dengan nilai Total Suspended Solid (TSS) yang tinggi. Endapan dan koloidal yang melayang di dalam air akan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam air dan menghambat proses fotosintesis oleh mikroorganisme.
e. Mikroorganisme
Mikroorganisme sangat berperan dalam proses degradasi bahan buangan dari kegiatan industri terutama yang bersifat organik. Mikroorganisme akan berkembangbiak apabila bahan buangan yang harus didegradasi cukup banyak, termasuk mikroba patogen (Ginting, 2007).
Limbah cair indusri tahu mempunyai pengaruh terhadap kesehatan baik secara langsung maupun tidak langsung (Soemirat, 1994), pengaruhnya yaitu:
a. Pengaruh langsung adalah efek yang disebabkan karena kontak langsung dengan limbah cair indusri tahu tersebut, misalnya beracun, dan karsinogenik terhadap tubuh, selain itu ada pula sampah yang mengandung kuman patogen, sehingga dapat menimbulkan penyakit. Limbah cair indusri tahu ini dapat berasal dari industri rumah tangga maupun industri besar.
b. Pengaruh tidak langsung dapat dirasakan masyarakat akibat proses pembuangan limbah cair indusri tahu, penguraian dan pembusukan yang menghasilkan limbah yang berbau tidak sedap. Efek tidak langsung lainnya berupa penyakit bawaan vektor yang berkembang biak di dalam limbah cair tahu. Gangguan kesehatan masyarakat yang dapat terjadi akibat air limbah tahu yang tidak diolah terlebih dahulu antara lain menjadi media berkembangbiaknya mikroorganisme patogen dan merupakan penyebab gangguan kesehatan lingkungan.
Sedangkan pengaruh terhadap lingkungan (Hasan, H. 2003) pengaruhnya yaitu :
a. Kerusakan tata guna lahan yang mungkin terjadi yaitu resiko berasal dari buangan limbah terutama limbah cair yang mencemari air tanah dan air permukaan. Akibat pencemaran tersebut, maka warga merasa tidak nyaman dan pindah dari lokasi sekitar pabrik, sehingga terjadi perubahan tata guna lahan. Resiko yang muncul bersifat negatif. Bobotnya kecil karena pencemaran yang terjadi tidak berdampak langsung terhadap masyarakat
b. Kerusakan resiko terhadap udara, yaitu resiko berasal dari bau limbah tahu yang semakin lama semakin tidak sedap. Akibat pencemaran tersebut warga khususnya pekerja pabrik merasa kurang nyaman akibat terhisapnya bau ke dalam pernafasan. Jenis resiko yang muncul bersifat negatif. Bobotnya kecil karena pencemaran gas yang timbul jumlahnya kecil dan bukan merupakan gas yang berbahaya.
c. Kerusakan resiko terhadap air permukaan yaitu berasal dari pengolahan limbah cair, yang dibuang kesungai. Resiko yang timbul pada flora, fauna, dan manusia, yang memanfaatkan sungai. Resiko terbesar yang mungkin terjadi adalah matinya biota air, tumbuhan air, dan hewan air. Resiko yang muncul bersifat negatif
d. Kerusakan resiko terhadap estetika lingkungan berasal dari limbah cair yang dari kolam pengolahan yang masuk ke dalam air permukaan/sungai, limbah padat yang ditumpuk. Resiko yang mungkin terjadi berupa penurunan estetika lingkungan dan bersifat negatif serta bobotnya kecil
B. Pengolahan limbah cair
Berdasarkan sifat limbah cair, proses pengolahan limbah cair secara umum dapat dibedakan menjadi 3 yaitu : 1). Proses fisika, proses ini dilakukan secara mekanik tanpa penambahan bahan-bahan kimia, meliputi: penyaringan, pengendapan, dan pengapungan. 2). Proses kimia, proses ini menggunakan bahan kimia untuk menghilangkan bahan pencemar. 3). Proses biologi, proses ini menghilangkan polutan menggunakan kerja mikroorganisme dalam hal ini menggunakan EM4. Pada kenyataannya proses pengolahan ini tidak berjalan sendiri-sendiri, tapi sering harus dilaksanakan dengan cara kombinasi (Ginting, 2007).
C. Effective Microorganism (EM)
EM adalah suatu teknologi yang dikembangkan oleh Dr Teruo Higa dari Jepang pada tahun 1980-an. EM (Effective Microorganisms) merupakan kultur campuran lima kelompok organisme yang melakukan biodegrasi limbah organik seperti senyawa karbon, hidrogen, nitrogen dan oksigen (Hanifah, 2000). Jenis mikroorganisme utama yang terdapat dalam EM (Patterson, 2003) meliputi:
1. Photosynthetic bacteria ( bakteri fotosintetik) seperti Rhodopseudomonas palustrus, Rhodobacter spaeroides
2. Lactic acid bacteria (bakteri asam laktat) seperti Lactobacillus lantarum, casei, Streptoccus lactis
3. Yeasts (ragi) seperti Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis
4. Actinomycetes seperti Streptomyces albus, S. griseus
5. Fermenting fungi (jamur fermentasi/ mikoriza) seperti Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis
Effective Microorganism (EM) dapat dilihat pada Gambar 2.3 (Patterson, 2003)
a
b c
Gambar 2.3. Effective Microorganism
Keterangan gambar:
a : Photosynthetic bacteria, Lactic acid bacteria, Yeast
b : Actinomycetes
c : Fermenting fungi
Bakteri fotosintetik adalah mikroorganisme yang mandiri dan swasembada. Bakteri ini membentuk senyawa-senyawa yang bermanfaat seperti asam amino, asam nukleik, zat-zat bioaktif dan gula, dari sekresi akar-akar tumbuhan, bahan organik dan atau gas-gas berbahaya (misalnya hydrogen sulfide), dengan menggunakan sinar matahari dan panas bumi sebagai sumber energi. Bakteri asam laktat menghasilkan asam laktat dari gula dan karbohidrat lain yang dihasilkan oleh bakteri fotosintetik dan yeast (ragi). Bakteri asam laktat merupakan suatu zat yang dapat mengakibatkan kemandulan (sterilizer). Bakteri asam laktat akan menekan pertumbuhan mikroorganisme yang merugikan dan meningkatkan percepatan perombakan bahan-bahan organik. Bakteri asam laktat dapat menghancurkan bahan-bahan organik seperti lignin dan sellulosa, serta memfermentasikannya tanpa menimbulkan senyawa-senyawa beracun yang ditimbulkan dari pembusukan bahan organik (Higa, 2000).
Yeast (ragi) melakukan fermentasi dari asam amino dan gula yang dihasilkan bakteri fotosintetik atau bahan organik. Sekresi ragi yang berupa zat-zat bioaktif seperti hormone dan enzim merupakan substrat yang baik untuk EM seperti bakteri asam laktat dan Actinomycetes. Actinomycetes merupakan suatu grup mikroorganisme yang strukturnya merupakan bentuk antara bakteri dan jamur, mereka menghasilkan zat-zat anti mikroba dari asam amino yang dikeluarkan oleh bakteri fotosintetik dan bahan organik. Zat-zat anti mikroba ini menekan pertumbuhan jamur dan bakteri. Actinomycetes dapat berdampingan dengan bakteri fotosintetik. Jamur fermentasi (peragian) menguraikan bahan organik secara cepat untuk menghasilkan alkohol, ester dan zat-zat anti, mikroba (Higa,1998).
Tiap spesies Effective Microorganisme (bakteri fotosintetik, bakteri asam laktat, ragi, Actinomycetes dan jamur fermentasi) mempunyai fungsi masing-masing. Bakteri fotosintetik adalah pelaksana kegiatan EM yang terpenting. Bakteri fotosintetik mendukung kegiatan mikroorganisme lain dan di lain pihak ia juga memanfatkan zat-zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme lainnya (Higa, 2000). Bakteri asam susu dari genus Streptococcus, genus Leuconostoc dan genus Lactobacillus membutuhkan banyak vitamin B dan asam amino untuk pembiakan dan pertumbuhannya (Dwidjoseputro, 1990).
D. Pengaruh EM4
Salah satu keuntungan utama penggunaan EM adalah pengurangan volume limbah. Jenis produk yang digunakan dalam pengolahan limbah adalah EM-4. Mikroorganisme EM mampu hidup baik pada medium asam atau basa, temperatur tinggi 45°-500C (mikroorganisme termofilik) dan pada kondisi aerob ataupun anaerob. Pengolahan limbah merupakan kultur EM dalam medium cair berwarna coklat kekuning-kuningan dengan konsep mutakhir dalam bidang mikrobiologi daur ulang limbah untuk memfermentasi limbah organik cair dan padat secara efektif. Manfaat EM4 pengolahan limbah antara lain mempercepat proses penguraian limbah organik cair maupun padat, menekan bau yang tidak sedap (H2S dan NH3), menurunkan kadar BOD dan COD, menekan perkembangan mikroorganisme pathogen (Higa, 2000).
Mikroorganisme EM dalam kemasan botol dalam keadaan dormant (tidur), maka sebelum digunakan harus diaktifkan terlebih dahulu dengan memberinya makan menggunakan molase/ gula ditambah air dengan perbandingan 1 : 1 : 1. Keuntungan organisme yang terlibat dalam EM secara teoritis adalah menguraikan bahan organik dengan mengubahnya menjadi gas karbondioksida (CO2), gas metana (CH4) atau menggunakannya untuk pertumbuhan dan reproduksi (Patterson, 2003). Mikroorganisme EM memerlukan bahan organik untuk mempertahankan hidupnya seperti karbohidrat, protein, lemak dan mineralnya. Bahan-bahan tersebut banyak terdapat pada limbah cair tahu (Hanifah, 2001).
E. Standar Baku Mutu Limbah Cair Industri
Ada beberapa parameter yang harus dipenuhi dalam baku mutu air limbah industri tahu, yang dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Baku Mutu Air Limbah Industri Tahu
No Parameter Industri Tahu
Kadar Max (mg/L) Bahan Pencemaran Max (kg/ton)
1. Temperatur 38 0C -
2. BOD5 150 3
3. COD 275 5,5
4. TSS 100 2
5. Bau Asam
6. Amonia (NH3) 15 %
7. pH 6,0-9,0
8. Debit Max 20 m3/ton kedelai
Sumber: Peraturan Daerah Propinsi Jawa Tengah Nomor: 10 Tahun 2006
Catatan:
1. Kadar maksimum untuk setiap parameter pada tabel dinyatakan dalam miligram parameter per liter air limbah.
2. Beban pencemaran maksimum untuk setiap parameter pada tabel diatas dinyatakan dalam kilogram parameter per ton kedelai.
D. Kerangka Teori
Gambar 2.4 Kerangka Teori
Sumber : Modifikasi Teori dari Ginting (2007), Hanifah (2001), Notoatmodjo (2007), Patterson (2003).
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Kerangka Konsep
Gambar 3.1. Kerangka Konsep Penelitian
B. Hipotesis
1. Ada perbedaan yang nyata bau dan kadar BOD limbah cair tahu sebelum dan sesudah perlakuan menggunakan EM-4
2. Ada dosis EM-4 yang lebih efektif dalam menurunkan bau dan kadar BOD limbah cair tahu
3. Ada hasil olahan setelah perlakuan dengan menggunakan EM-4
C. Variabel Penelitian
1. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi atau menyebabkan berubahnya variabel terikat. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah dosis EM-4 yaitu pemanfaatan atau penambahan dosis EM4 dengan dosis 0 ml/l, 1 ml/l, 2ml/l, 3 ml/l dan 4 ml/l.
2. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel lain atau variabel yang diduga nilainya akan berubah karena adanya pengaruh dari variabel bebas atau variabel lain. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah bau dan kadar BOD limbah cair tahu.
3. Variabel Terkendali
Variabel yang secara teoritis mempengaruhi hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat tetapi tidak diketahui pengaruhnya secara langsung. Variabel terkendali dalam penelitian ini adalah pH, suhu, lama pengadukan, volume dan konsentrasi.
D. Definisi Operasional
No Definisi Operasional Satuan Cara ukur Hasil Ukur dan Skala Data
1 Dosis EM-4 adalah banyaknya EM-4 yang dibubuhkan ke dalam setiap limbah cair tahu, dengan perbandingan satu berbanding satu, banyaknya dosis koagulan dalam peneltian ini yaitu 0 ml/L, 1 ml/L, 2ml/L, 3 ml/L dan 4 ml/L. ml/L Uji laboratorium dengan cara titrasi/Winkler. Dalam satuan ml/L
Skala: Rasio
2 Bau limbah cair tahu adalah bau yang ditimbulkan akibat limbah cair tahu yang dibuang lingkungan sekitar yang diukur sebelum dan sesudah perlakuan. - Uji organoleptik dengan indra penciuman sebanyak 10 panelis Kategori Bau:
1. Berbau menyengat
2. Kurang berbau
3. Tidak berbau
Skala: Nominal
No Definisi Operasional Satuan Cara ukur Hasil Ukur dan Skala Data
4 Kadar BOD adalah angka yang menunjukkan besarnya oksigen terlarut yang digunakan oleh kegiatan mikrobiologik dan diinkubasi selama 5 hari pada suhu ruangan 24-260C. Kadar BOD diukur sebelum dan sesudah perlakuan. mg/L Uji laboratorium dengan cara titrasi Dalam satuan mg/L
Skala: Rasio
5 Lama pengadukan adalah waktu yang diperlukan pada pengadukan limbah tahu yang diberi EM-4, pengadukan cepat selama 1 menit dan pengadukan lambat selama 15 menit. Menit Uji laboratorium menggunakan timer Dalam satuan menit
Skala: Rasio
6 pH adalah derajat keasaman dari limbah tahu yang diukur dalam sampel selama pemeriksaan sebelum dan sesudah perlakuan. - Uji laboratorium menggunakan pH meter dengan metode elektrometri Skala : Rasio
7 Suhu limbah tahu adalah derajat panas selama pemeriksaan. Suhu pemeriksaan diukur pada tiap tahap pemeriksaan yaitu tahap pengambilan sampel (sebelum perlakuan), pada saat pemeriksaan (setelah diberi perlakuan). 0C Uji laboratorium menggunakan termometer alkohol Dalam satuan 0C
Skala: Rasio
8 Volume adalah banyaknya air limbah tahu yang menempati ruang. Volume diukur pada tiap tahap pemeriksaan yaitu tahap pengambilan sampel (sebelum perlakuan), pada saat pemeriksaan (setelah diberi perlakuan). ml/L3 Uji laboratorium menggunakan dengan cara titrasi Dalam satuan ml/L3
Skala: Rasio
9 Konsentrasi adalah banyaknya air limbah tahu yang menempati ruang. Konsentrasi diukur pada tiap tahap pemeriksaan yaitu tahap pengambilan sampel (sebelum perlakuan), pada saat pemeriksaan (setelah diberi perlakuan). ml/L Uji laboratorium menggunakan dengan cara titrasi Dalam satuan ml/L
Skala: Rasio
E. Jenis dan Metode Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan adalah eksperimen (experiment research), yaitu penelitian yang dirancang untuk mengetahui pola hubungan sebab akibat, dimana akibat yang timbul disebabkan karena adanya perlakuan dari peneliti (Santjaka, 2003). Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian eksperimen semu (quacy experimental), dengan model rancangan eksperimen ulang non random (the nonrandomized control group pretest posttest design) (Santjaka, 2003). Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 4 ulangan, masing-masing perlakuan tersebut meliputi berbagai variasi dosis koagulan EM4, yaitu 0 ml/l, 1 ml/l, 2 ml/l, 3 ml/l dan 4 ml/l. Desain model rancangan eksperimen ulang non random dapat digambarkan sebagai berikut (Santjaka, 2003):
Gambar 3.2. Desain Model Rancangan Eksperimen Ulang Non Random
Keterangan gambar:
1. (E) adalah kelompok eksperimen yang akan diberi perlakuan.
2. (C) adalah kelompok kontrol yang tidak mendapat perlakuan.
3. (T) adalah perlakuan (pemberian) EM-4 pada sampel dengan konsentrasi yang bervariasi.
4. (-) adalah kelompok kontrol tidak mendapat perlakuan.
5. 01 adalah hasil pengukuran bau awal (sebelum) perlakuan dengan menggunakan EM-4
6. 02 adalah hasil pengukuran bau dan kadar BOD setelah perlakuan dengan menggunakan EM-4
7. 03 adalah hasil pengukuran bau dan kadar BOD awal pada kelompok kontrol.
8. 04 adalah hasil pengukuran bau dan kadar BOD kelompok kontrol.
F. Lokasi penelitian
1. Pengambilan sampel limbah cair tahu di Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal
2. Pelaksanaan penelitian di diuji di Laboratorium Dinas Kesehatan Kabupaten Tegal yang berlokasi di Jl. Dr.Sutomo No.1C, Telpon (0283) 491644.
3. Hasil penelitian diuji di Laboratorium Jurusan Perikanan Dan Kelautan Fakultas Sains Dan Teknik Universitas Jenderal Soedirman
4. Hasil pengolahan penelitian diuji di Laboratorium Jurusan Perikanan Dan Kelautan Fakultas Sains Dan Teknik Universitas Jenderal Soedirman
G. Populasi dan Sampel
Populasi dalam penelitian ini adalah limbah cair tahu yang berada di wilayah Desa Pesalakan Kecamatan Talang Kabupaten Tegal. Adapun sampel yaitu sebagian limbah cair tahu yang diambil dari industri tahu yang berada di RT 05 RW 02 Desa Pesalakan Kecamatan Talang Kabupaten Tegal sebanyak 5 liter limbah cair tahu.
H. Sumber Data
Data hasil pengukuran yang diperoleh berupa data primer yang dihasilkan dari pengukuran di Laboratorium Dinas Kesehatan Kabupaten Tegal yang berlokasi di Jl. Dr.Sutomo No.1 C. Data primer yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:
1. Kadar BOD pada air limbah tahu diperoleh berdasarkan pemeriksaan di laboratorium.
2. pH limbah cair diukur dengan menggunakan pH meter di laboratorium.
3. Suhu limbah cair diukur dengan menggunakan termometer alkohol di laboratorium.
Proses dalam menghindari kesalahan variabel terkendali yaitu lama pengadukan, pengukuran suhu, volume, konsentrasi dan pH, kondisinya untuk semua perlakuan disamakan. Sedangkan data sekunder diambil dari profil Desa Pesalakan Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal.
I. Cara Pengumpulan Data
Cara pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan dengan observasi. Observasi adalah cara pengumpulan data dengan terjun langsung ke lapangan (laboratorium dan uji organoleptik) terhadap sampel yang diteliti (Hasan, 2004).
J. Instrumen Penelitian
1. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel limbah cair tahu sebanyak 5 liter, EM-4, aquades, NaCl, titran EDTA (etilen diamine tetra acetat), HCl, larutan Bufer, EBT (Eriokrom Black T) dan BOD.
2. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah labu erlenmeyer 1000 ml, ayakan, filter, kertas pH, kertas saring, kertas label, bollpoint, statif, labu takar, gelas ukur, buret, termometer, beker glass 1000 ml, pengaduk, kapas dan pipet tetes seukuran.
K. Prosedur Kerja
a. Persiapan media percobaan
Menurut Alaerts dan Santika (1984), air sampel dibuat dengan membubuhkan EM-4 dengan menggunakan metode jar test yaitu sebagai berikut:
1) Ambil Air limbah tahu sebanyak 5000 ml, tempatkan pada 5 beker gelas masing-masing 1000 ml, empat beker sebagai perlakuan, satu beker sebagai kontrol.
2) Ambil air limbah tahu dari masing-masing beker gelas tersebut, masukan kedalam 4 botol Winkler untuk diukur kadar BOD sebelum perlakuan.
3) Ukurlah suhu dan pH pada 5 beker tersebut sebelum pembubuhan dosis EM4.
4) Siapkan 4 beker gelas sebagai perlakuan, bubuhkan EM-4 menurut dosis masing-masing perlakuan 0 ml/l, 1 ml/l, 2ml/l, 3 ml/l dan 4 ml/l dengan perbandingan 1:1, kecuali 1 beker gelas untuk kontrol.
5) Kemudian 5 beker gelas tersebut diletakan pada alat flokulator dan pengaduk diturunkan sampai kira-kira di tengah cairan, kemudian
aduklah dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit kecuali beker gelas untuk kontrol.
6) Kemudian lakukan pengadukan kembali dengan kecepatan 40 rpm selama 15 menit dan setelah pengaduk dikeluarkan dari beker gelas, kemudian diamkan selama 15 menit, setelah itu ukurlah suhu, pH, dan BOD.
b. Pengukuran DO
Pengukuran DO dengan metode Winkler menurut Alaerts dan Santika (1984) adalah sebagai berikut:
1) Pindahkan sampel dari beker gelas ke botol winkler, tambahkan 2 ml larutan MnSO4 di bawah permukaan cairan.
2) Kemudian tambahkan 2 ml larutan Alkali Iodida (KOH-KI) kebotol dan tutup kembali dengan hati-hati untuk mencegah terperangkapnya udara dari luar, kemudian kocoklah dengan membalik-balikan botol beberapa kali.
3) Biarkan gumpalan mengendap selama 10 menit, apabila proses gumpalan sudah sempurna, maka bagian larutan yang jernih dikeluarkan dari botol dengan menggunakan pipet sebanyak 100 ml dan pindahkan ke dalam labu erlenmeyer 1000 ml.
4) Tambahkan H2SO4 pekat, pada sisa larutan yang mengendap dalam botol Winkler melalui dinding bagian dalam dari leher botol, kemudian botol segera tutup kembali
5) Kemudian botol digoyangkan dengan hati-hati sehingga semua endapan terlarut. Seluruh isi botol dituangkan secara kuantitatif ke dalam erlenmeyer 1000 ml tadi di butir 3
6) Iodin yang dihasilkan dari kegiatan tersebut, kemudian ditritasi dengan larutan tiosulfat (Na2S2O3) sampai timbul warna coklat muda
7) Tambahkan indikator kanji 1-2 ml, akan (timbul warna biru). Titrasi dengan tiosulfat dilanjutkan, sehingga warna biru hilang pertama kali (beberapa menit akan timbul lagi)
8) Rumus perhitungannya adalah :
Kadar Oksigen Terlarut (DO) = x p x q x 8 1000 mg/L
100
Keterangan :
p : Jumlah ml Na2S2O3 yang terpakai
q : normalitas larutan Na2S2O3
8 : bobot setara O2
c. Pengukuran parameter penelitian
1. Pengukuran kadar BOD pada air sampel.
Menurut Alaerts dan Santika (1984), pengukuran kadar BOD dilakukan dengan menggunakan metode titrasi/Winkler. Cara pengukuran kadar BOD adalah sebagai berikut:
a. Siapkan 4 botol Winkler, 2 botol untuk masing-masing sampel dan 2 botol untuk blanko.
b. Dua botol (1 botol sampel, 1 botol blanko) langsung diukur kadar oksigen terlarutnya sebagai t = 0 (sesuai prosedur pengukuran oksigen terlarut), sedangkan untuk dua botol lainnya inkubasikan selama 5 hari dalam suhu ruangan 24-260C, setelah hari ke-5 diukur kadar oksigen terlarutnya sebagai t = 5
c. Rumus perhitungannya sebagai berikut:
BOD5 = (A0 – A5) – (S0 – S5)T mg/L
P
A0: oksigen terlarut sampel pada nol hari
A5: oksigen terlarut sampel pada lima hari
S0: oksigen terlarut blanko pada nol hari
S5: oksigen terlarut blanko pada lima hari
T: persen perbandingan antara A0 : S0 (T = 1- P)
P: derajat pengenceran
2. Pengukuran bau
Pengujian bau dilakukan dengan menggunakan respon organ pencium (hidung) atau secara organoleptik. Sampel air yang akan diuji dimasukan kedalam gelas piala kemudian langsung dicium dengan indra penciuman (Riwan, 2005).
3. Pengukuran pH
Nilai pH air sampel diukur menggunakan metode elektrometri dengan langkah pH meter yang telah dikalibrasi, dicelupkan ke dalam air sampel sampai menunjukkan hasil yang konstan yang ditandai dengan munculnya tulisan “ready” pada layar pH meter, kemudian hasil nilai pH dicatat. Pengukuran pH air sampel dilakukan sebelum dan sesudah perlakuan (Alaerts dan Santika, 1984).
4. Pengukuran Suhu
Suhu air sampel diukur menggunakan metode pemuaian, dengan langkah bagian sensor dari termometer dimasukan ke dalam air sampel sampai menunjukkan suhu air sampel yang konstan pada skala termometer tersebut. Pengukuran suhu air sampel dilakukan sebelum dan sesudah perlakuan (Alaerts dan Santika, 1984).
L. Metode Analisis
1. Pengolahan data
Data yang diperoleh dalam penelitian ini akan diolah melalui beberapa tahapan yaitu:
a. Editing, yaitu pengecekan dan pengoreksian data yang telah dikumpulkan karena kemungkinan data yang masuk (raw data) atau data yang terkumpul tidak logis dan meragukan. Tujuannya yaitu untuk menilai kembali jawaban yang telah diberikan oleh responden.
b. Coding, yaitu pemberian atau pembuatan kode-kode pada tiap-tiap data yang termasuk dalam kategori yang sama. Kode adalah isyarat yang dibuat dalam bentuk angka atau huruf-huruf yang memberikan petunjuk atau identitas pada suatu informasi atau data yang akan dianalisis.
c. Entry data, yaitu kegiatan memasukkan data ke dalam komputer untuk selanjutnya dapat dilakukan analisis data.
d. Tabulating, yaitu membuat tabel-tabel yang berisikan data yang telah diberi kode sesuai dengan analisis yang dibutuhkan.
2. Analisis data
Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini (Murti, 2003), yaitu:
a. Analisis deskriptif. Analisis deskriptif digunakan untuk mendeskripsikan atau mencari persentase bau dan kadar BOD, limbah cair tahu baik sebelum dan setelah perlakuan dengan EM-4.
b. Analisis analitik. Analisis analitik digunakan untuk pengujian hipotesis yang telah dirumuskan dengan menggunakan uji statistik.
Uji statistik yang dipakai (Santoso, 2005), yaitu:
1) Uji Paired t Test untuk menganalisis atau menguji apakah terdapat perbedaan yang bermakna antara rata-rata kadar BOD limbah cair tahu sebelum dan sesudah perlakuan.
2) Uji One Way Anova digunakan untuk menguji apakah terdapat perbedaan pemberian dosis EM-4 dengan α = 5% dalam berbagai variasi dosis memberikan pengaruh yang berbeda dalam penurunan kadar BOD, jika salah satu asumsi pada uji One Way Anova tidak dapat terpenuhi maka digunakan uji Kruskal-Wallis.
M. Jadwal Penelitian
Tabel 3.2. Jadwal Kegiatan Penelitian
No. Kegiatan Bulan ke-
1 2 3 4 5 6
1. Survei awal dan penentuan lokasi penelitian
2. Penyusunan proposal
3. Seminar proposal
4. Pelaksanaan penelitian
5. Pengolahan data, analisis dan penyusunan laporan
6. Seminar hasil
