STUDI TOKSISITAS AKUT DAN KRONIS LETHAL CONCENTRATION (LC50) LIMBAH CAIR ZINK (Zn) ARTIFISIAL PADA INDUSTRI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU)

TERHADAP Daphnia magna

SKRIPSI

Oleh: Widya Hastuti

NIM. 135100900111033

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2017

STUDI TOKSISITAS AKUT DAN KRONIS LETHAL CONCENTRATION (LC50) LIMBAH CAIR ZINK (Zn) ARTIFISIAL PADA INDUSTRI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU)

TERHADAP Daphnia magna

Oleh: Widya Hastuti

NIM. 135100900111033

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2017

iii

LEMBAR PERSETUJUAN

iv

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan dengan nama lengkap

Widya Hastuti pada tanggal 13 November

1995 di Kota Cirebon. Penulis merupakan

anak satu-satunya dari ayah yang bernama

Wiwie Kadnawi dan ibu Uun Kasunah. Penulis

menyelesaikan pendidikan di Sekolah Dasar

Negeri Karang Anom 3 Kota Cirebon pada

tahun 2007, melanjutkan di Sekolah

Menengah Pertama Negeri 6 Kota Cirebon pada tahun 2010, dan

menyelesaikan Sekolah Menengah Atas Negeri 8 Kota Cirebon

pada tahun 2013. Penulis berhasil menyelesaikan Strata 1 di

Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian,

Universitas Brawijaya Malang pada tahun 2017. Pengamalan

organisasi penulis selama masa perkuliahan yaitu Staf muda

ADVOKESMA Badan Eksekutif Mahasiswa FTP 2013, Staf muda

CARE Keteknikan pertanian 2013, Staf muda Forum Kajian Islam

FTP 2013, Staf muda Paduan Suara Mahasiswa FTP 2013

sampai 2016, Bendahara Badan Eksekutif Mahasiswa FTP tahun

2014, Ketua divisi keanggotaan PSM FTP UB 2015, staf divisi

Perlengkapan dan Dokumentasi Keteknikan Pertanian 2014, staf

divisi acara KMTL Goes To School 2015, Volunter Earth Hour

Malang 2016, Panitia Seminar Ilmiah Tahunan Lingkungan Hidup

2016, Asisten Klimatologi 2016. Pada masa pendidikannya,

prestasi yang telah diraih oleh penulis dalam bidang kesenian.

Penulis menjadi Brand Ambassador IM3 Mobile Academy SA

Cirebon pada tahun 2012, Finalis Duta Indosat Jawa Barat 2013,

Juara 1 Lomba Paduan Suara Kategori The Best Prophana Song,

pada Brawijaya Choir Festival tahun 2014, Juara 2 Paduan Suara

Brawijaya Choir Festival tahun 2014, Juara 4 Olimpiade

Brawijaya 2014, Finalis menyanyi solo Universitas Brawijaya

2014, Finalis Vocal Group FTP Universitas Brawijaya,2014.

vi

Bismillahirrahmanirrahim Alhamdulilah... Terima kasih ya Allah

Karya kecil ini aku persembahkan kepada Kedua orang tuaku dan kakakku tersayang

Semoga karya kecilku ini dapat menjadi motivasi untuk kehidupan selanjutnya dan bermanfaat bagi orang lain. Aamiin

vii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama Mahasiswa : Widya Hastuti NIM : 135100900111033 Jurusan / Prodi : Keteknikan Pertanian/Teknik Lingkungan Fakultas : Teknologi Pertanian Judul Tugas Akhir : Studi Toksisitas Akut dan Kronis Lethal

Concentration (LC50) Limbah Cair Zinc (Zn) Artifisial pada Industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Terhadap Daphnia magna

Menyatakan bahwa,

Tugas akhir dengan judul diatas merupakan karya asli penulis tersebut diatas. Apabila kemudian hari terbukti pernyataan ini tidak benar saya bersedia dituntut sesuai hukum yang berlaku.

Malang, Pembuat Pernyataan

Widya Hastuti NIM 135100900111033

viii

Widya Hastuti.135100900111033. Studi Toksisitas Akut dan Kronis Lethal Concentration (LC50) Limbah Cair Zink (Zn) Artifisial pada Industri Pembangkit Listrik tenaga Uap (PLTU) Terhadap Daphnia magna. TA. Pembimbing: Dr. Eng Evi Kurniati, STP, MT dan Dr. Liiya Dewi Susanawati, ST, MT.

RINGKASAN

Limbah cair Industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Kota Cirebon dihasilkan dari kegiatan industri dan memiliki kandungan zinc (Zn), oleh karena itu perlu diketahui tingkat toksisitasnya terhadap biota air melalui uji toksisitas akut dan kronis. Tujuan penelitian ini menguji tingkat toksisitas akut dan kronis limbah cair yang mengandung Zn terhadap Daphnia magna dan mengetahui konsentrasi limbah cair Zn yang aman bagi reproduksi dan morfometri Daphnia magna. Uji toksisitas akut dimulai dari uji pendahuluan untuk menentukan range pengujian lanjut dalam menentukan LC50. Uji toksisitas kronis dilakukan terhadap daya reproduksi dan morfometri Daphnia magna. Pengukuran faktor fisik-kimiawi limbah cair seng (Zn) artifisial yaitu BOD, COD, TSS, pH, suhu, konduktivitas dan parameter fisik-kimiawi medium uji Daphnia magna yaitu suhu, pH dan DO. Penentuan nilai LC50 toksisitas akut digunakan analisis korelasi aritmatik. Sedangkan terhadap daya reproduksi dan morfometri Daphnia magna digunakan Analisis Varians dengan taraf signifikansi 0,05. Kriteria tingkat toksisitas akut berdasarkan nilai LC50 menunjukkan sampel limbah cair Seng (Zn) artifisial termasuk dalam kategori amat sangat toksik, karena nilai LC50 pada kadar Zinc (Zn) sebesar 3,59 mg/L. Hasil uji toksisitas kronis limbah cair seng (Zn) artifisial dapat menurukan daya reproduksi Daphnia magna sedangkan pada perlakuan berbagai konsentrasi limbah dapat menghambat pertumbuhan panjang tubuh dan lebar tubuhnya.

Kata Kunci: Zinc , LC50, Daphnia magna, morfometri

ix

viii Widya Hastuti.135100900111033. Acute and Chronic Toxicity Studies Lethal Concentration (LC50) in Wastewater Zink (Zn) Artificially on Industrial Steam Power Plant (Power Plant) Against Daphnia magna. TA. Supervisor: Dr. Eng Evi Kurniati, STP, MT and Dr. Dewi Liiya Susanawati, ST, MT.

SUMMARY

Industrial wastewater of Steam Power (power plant) Cirebon

resulting from support activities and contains Zn that could be

toxic to water biota. Those, the toxicity of waste should be

observed through acute and chronic toxicity test. The purpose of

this study to test the level of acute and chronic toxicity of

wastewater containing Zn to Daphnia magna and determine the

concentration of Zn that is safe Daphnia magna’s reproduction

and morphometry. Acute toxicity tests was started from a

preliminary test then further tested to determine the LC50.

Chronic toxicity test was conductedon reproducibility and

morphometry of Daphnia magna. The measurement of

physicalchemical factors of wastewater Zn, BOD, COD, TSS, pH,

temperature, conductivity and physical-chemical parameters of

Daphnia magna test medium such as temperature, pH and DO.

The LC50 value was calculated using correlation analysis

arithmetic. While on the power morphometry Daphnia magna

reproduction and use Analysis of Variance (ANOVA) with

significance level of 0.05. Value according to the LC50 the

samples was categoriezed as extremely toxic, with LC50 values

of 3.59 mg / L. The result of chronic toxicity test of waste with

showed that Zn concentration may lower the reproductive

capability of Daphnia magna with average number of neonate

produced into 35,8% until 81,3% and can inhibit the growth of

body length and width of his body.

Keywords: Zinc, LC50, Daphnia magna, morphometry

x

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang atas berkat dan limpahan nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir ini berjudul “Studi Toksisitas Akut dan Kronis Lethal Concentration (LC50) Limbah Cair Zinc (Zn) Artifisial pada Industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Terhadap Daphnia magna”. Penyusunan Proposal Tugas Akhir ini merpuakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik.

Pada Kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua yang senantiasa memberikan dukungan

dan doa 2. Dr. Ir. Johannes Bambang Rahadi Widiatmono MS, selaku

ketua jurusan Keteknikan Pertanian 3. Dr. Evi Kurniati, STP, MT dan Dr. Liliya Dewi S., ST, MT,

selaku dosen pembimbing kampus yang telah banyak memberikan arahan.

4. Teman-teman Teknik Lingkungan 2013 yang telah membantu proses penyusunan tugas akhir

5. Segenap UKM Seni dan Paduan Suara FLOICE yang telah memberi masukan dalam menyelesaikan tugas akhir

6. Rizkita, Indah, Niken, Delima dan Lendy yang selalu meluangkan waktunya untuk membantu selama penelitian hingga penyusunan laporan tugas akhir

7. Tengku Muhammad Harits Fadhillah Angkasa Putra yang selalu memberikan banyak waktu, masukan serta dukungan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir

8. Nurul, Afif, dan Rike teman selama masa perkuliahan yang tak henti-hentinya memberikan dukungan semangat dan canda tawa

9. Teman-teman Keteknikan Pertanian 2013 atas kebersamaan, bantuan, semangat dan motivasi yang selalu diberikan selama masa perkuliahan

xi

10. Teman-teman Kos Mayjen Panjaitan yang telah memberikan banyak masukan untuk menyelesaikan tugas akhir

11. Rekan-rekan yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih telah membimbing selama masa perkuliahan hingga terselesainya tugas akhir

Penulis menyadari masih jauh dari kata sempurna serta banyak kekurangan dalam penyusunan tugas akhir ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca yang dapat memberikan perbaikan agar menjadi lebih baik. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dan menjadi referensi yang baik untuk banyak pihak.

Malang, April 2017

Penulis

Widya Hastuti

xii

DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................ iv RIWAYAT HIDUP ...................................................................... v PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................... vii RINGKASAN .......................................................................... viii SUMMARY ............................................................................... ix KATA PENGANTAR ................................................................. x DAFTAR ISI ............................................................................. xii DAFTAR TABEL .................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR ................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................. xvi BAB I PENDAHULUAN ............................................................. 1

1.1 Latar Belakang ...................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah................................................ 3 1.3 Tujuan Penelitian ................................................... 3 1.4 Ruang Lingkup Penelitian ...................................... 4 1.5 Manfaat Penelitian ................................................. 4 1.6 Hipotesis Penelitian ............................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................... 5 2.1 Toksisitas ............................................................. 5 2.2 Lethal Concentration (LC50) ................................. 7 2.3 Uji Hayati .............................................................. 8 2.4 Organisme Uji Daphnia magna ........................... 11 2.5 Industri PLTU ..................................................... 15 2.6 Karakteristik Zinc ................................................. 21

BAB III METODE PENELITIAN ............................................... 25 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .............................. 25 3.2 Alat dan Bahan ................................................... 25 3.3 Metode Penelitian ................................................ 26 3.4 Tahapan Penelitian.............................................. 27 3.5 Persiapan dan Pemeliharaan Daphnia magna .... 29 3.6 Persiapan Bahan Uji ............................................ 30 3.7 Uji Toksisitas Akut .............................................. 31 3.8 Uji Toksisitas Kronis ........................................... 32 3.9 Pengukuran Parameter Fisik dan kimia .............. 33

xiii

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................... 34 4.1 Uji Toksisitas Akut .............................................. 34 4.1.1 Pengukuran Faktor Fisik-Kimiawi Limbah Cair Zinc

Artifisial ............................................................... 34 4.1.2 Uji Pendahuluan (Range Finding Test) ............... 36 4.1.3 Uji Penentuan (Definitive test)............................. 38 4.1.4 Perhitungan Nilai Lethal Concentration (lC50) .... 40 4.2 Uji Toksisitas Kronis ............................................ 44 4.2.1 Pengukuran Parameter Fisik-Kimia Medium Uji

Daphnia magna .................................................. 44 4.2.2 Daya Reproduksi ............................................... 46 4.2.3. Morfometri Daphnia magna ................................ 51

BAB V PENUTUP ................................................................... 54 5.1 Kesimpulan ......................................................... 54 5.2 Saran .................................................................. 54

DAFTAR PUSTAKA ............................................................... 55 LAMPIRAN ............................................................................. 58

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kategori Lethal concentration Dosis Lethal (LC/LD50) ............................................................. 7

Tabel 2.2 Klasifikasi dan Sifat Zinc (Zn) .............................. 23 Tabel 4.1 Hasil Analisis Faktor Fisik-Kimiawi Limbah Cair

Zinc Artifisial ........................................................ 34 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi

Larutan Uji Range Finding Test ........................... 36 Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Range Finding Test ............... 37 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi

Larutan Uji Definitive Test .................................... 38 Tabel 4.5 Hasil Pengamatan Definitive Test ........................ 39 Tabel 4.6 Hasil Perhitungan LC50 48 Jam Menggunakan

Metode korelasi Aritmatik .................................... 40 Tabel 4.7 Karakteristik Limbah Cair Zinc Artifisial 48 Jam ... 42 Tabel 4.8 Kisaran Nilai Parameter Fisik-Kimia Medium Uji

Daphnia magna ................................................... 44 Tabel 4.9 Pengaruh Konsentrasi terhadap Rata-rata Jumlah

Neonate dan Frekuensi Reproduksi Daphnia magna ................................................................ 46

Tabel 4.10 Hasil Uji Jarak Duncan Pengaruh Beberapa Konsentrasi Limbah Cair Seng (Zn) terhadap Rata-rata Jumlah Neonate Daphnia magna ........ 50

Tabel 4.11 Hasil Uji Jarak Duncan Pengaruh Beberapa Konsentrasi Limbah Cair Seng (Zn) terhadap Frekuensi Reproduksi Daphnia magna ............... 50

Tabel 4.12 Rata-rata Panjang dan Lebar Tubuh Neonate Daphnia magna pada Limbah Cair Zinc Artifisial . 51

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penampang Melintang Daphnia sp. dan Organ-organnya .................................................. 12

Gambar 2.2 Kantong Telur (ephippium) dan Individu muda 14 Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTU ......................................... 16 Gambar 2.4 Unit Instalasi Pengolahan Air limbah PLTU ..... 20 Gambar 3.1 Diagram Alir penelitian .................................... 28 Gambar 3.2 Tahapan Kultur Daphnia magna ..................... 29 Gambar 4.1 Grafik LC50 Metode Korelasi .......................... 41 Gambar 4.2 Rata-rata Jumlah Neonate Daphnia magna

Limbah Cair Seng (Zn) ....................................... 47 Gambar 4.3 Frekuensi Reproduksi Neonate Daphnia magna

Limbah Cair Seng (Zn) ........................................ 48 Gambar 4.4 grafik Morfometri Daphnia magna ................... 52

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil Analisa Kandungan Awal ..................... 58 Lampiran 2. Optimasi Kontrol Hasil Pengamatan

Mortalitas Daphnia magna .................................. 59 Lampiran 3. Hasil Pengamatan Range Finding Test ......... 60 Lampiran 4. Hasil Pengamatan Definitive Test ................... 62 Lampiran 5. Hasil Pengukuran Faktor Fisik-Kimiawi Larutan

Uji Range Finding Test ........................................ 64 Lampiran 6. Hasil Pengukuran Faktor Fisik-Kimiawi Larutan

Uji Definitive Test ................................................ 66 Lampiran 7. Perhitungan dan Grafik Metode Probit ............ 68 Lampiran 8. Karakteristik Limbah Cair Zinc Artifisial ........... 69 Lampiran 9. Hasil Pengukuran Fisik-Kimia Larutan Uji

Daya Reproduksi dan Morfometri Daphnia magna (Awal) .................................................................. 70

Lampiran 10. Hasil Pengukuran Fisik-Kimia Larutan Uji Daya Reproduksi dan Morfometri Daphnia magna (Akhir).................................................................. 72

Lampiran 11. Hasil Pengamatan Jumlah Neonate dan Frekuensi Reproduksi .......................................... 74

Lampiran 12. Morfometri Daphnia magna .......................... 75 Lampiran 13. Dokumentasi Pengamatan............................ 76 Lampiran 14. Gambar Daphnia magna Berdasarkan

Konsentrasi Limbah Cair ..................................... 78 Lampiran 15. Baku Mutu Industri PLTU .............................. 80 Lampiran 16. Analisis Varians terhadap Jumlah Neonate

Daphnia magna ................................................... 84 Lampiran 17. Analisis Varians terhadap Frekuensi

Reproduksi Daphnia magna ................................ 86

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Industri di Indonesia semakin berkembang pesat dewasa ini. Perkembangan tersebut memberikan banyak kemudahan dan keuntungan bagi kehidupan manusia. Walaupun memberikan keuntungan yang cukup besar, tetapi di lain pihak perkembangan industri yang sangat pesat ini memberikan sisi negatif yang terkadang tidak disadari oleh manusia. Hasil samping atau buangan dari industri yang dihasilkan dapat menimbulkan permasalahan yang serius bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Limbah ini umumnya bersifat toksik terhadap biota akuatik yang ada di perairan, terutama bagi ikan dan organisme kecil lainnya. Akibat sifat toksik dari komponen-komponen limbah tersebut maka kehidupan disekitar perairan tersebut terganggu. Dampak yang dihasilkan oleh limbah atau zat pencemar sangat bergantung pada jenis dan karakteristik dari limbah, serta toksiksitasnya. Limbah yang dihasilkan dari proses produksi sebelum dilepaskan ke lingkungan harus diproses dengan baik untuk menghilangkan toksiksitasnya.

Banyaknya zat-zat kimia yang masuk ke perairan diantaranya adalah limbah hasil industri yang banyak memakai bahan kimia. Zat-zat tersebut dapat menimbulkan efek terhadap perairan tempat pembuangan limbah tersebut. Efek yang ada dapat mengakibatkan kualitas suatu perairan menurun atau efek terhadap organisme air yang terpapar langsung dengan zat racun yang terlarut di perairan. Efek keracunan yang terjadi dapat bersifat akut, sub-akut, dan delayed. Hal ini ditentukan oleh waktu, lokasi organ (lokal/sistemik). Kemampuan racun untuk menimbulkan kerusakan apabila masuk kedalam tubuh dan lokasi organ yang rentan disebut toksisitas.

2

Salah satu industri yang menghasilkan limbah adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).. Pembangkit listrik ini menggunakan bahan bakar batubara, minyak atau gas sebagai sumber energi primer. Selain menghasilkan listrik yang bermanfaat bagi manusia, PLTU berbahan bakar batubara juga menghasilkan aneka limbah yang dapat mencemari lingkungan. Komposisi abu batubara yang dihasilkan terdiri dari 10 - 20 % abu dasar, sedang sisanya sekitar 80 - 90 % berupa abu terbang. Beberapa logam berat juga terkandung dalam abu batubara seperti Cu, Pb, Zn, Cd, dan Cr .

Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 08 tahun 2009, air limbah dari usaha dan/atau kegiatan pembangkit listrik tenaga termal bersumber dari proses utama, kegiatan pendukung dan kegiatan lain yang menghasilkan oily water. Proses utama adalah proses yang menghasilkan air limbah yang bersurnber dari proses pencucian dengan atau tanpa bahan kimia dari semua peralatan logam, blowdown cooling tower, blowdown boiler, laboratorium, dan regenerasi resin water treatment plant. Kegiatan pendukung meliputi kegiatan fasilitas air pendingin, kegiatan fasilitas desalinasi, kegiatan fasilitas stockpile batu bara, dan kegiatan air buangan dari fasilitas flue gas desulphurization (FGD) sistem seawater scrubber.

Uji toksisitas akut digunakan untuk menetapkan potensi toksisitas limbah cair yang dibuang ke badan perairan apakah mengandung senyawa toksik yang dapat menyebabkan kematian hewan uji dalam konsentrasi limbah tertentu yang dinyatakan dalam LC50. Organisme akuatik yang disarankan untuk uji toksisitas adalah Daphnia magna, karena dapat dengan mudah dibudidayakan dalam skala laboratorium, tersedia pada setiap musim, dapat bereproduksi dengan cepat dan sangat sensitif terhadap polutan dalam skala kecil. Hewan uji berupa Daphnia magna digunakan karena merupakan organisme yang sangat peka terhadap perubahan lingkungan sehingga dapat ditentukan kadar limbah yang dapat menyebabkan efek toksik terhadap Daphnia magna sebagai salah satu aspek monitoring pencemaran kualitas air baku (early warning system) (USEPA, 2002).

3

Penelitian toksisitas akut limbah cair pernah dilakukan sebelumnya oleh Esmiralda (2010) untuk mengetahui toksisitas limbah cair industri tahu di kota Padang dengan menggunakan ikan mas (Cyprinus carpio Lin) sebagai indikator dengan metode statis (static test) dalam waktu 24 jam. Hasil analisis hubungan karakteristik terhadap LC50 didapatkan bahwa seiring dengan kenaikan nilai karakteristik COD, TSS, serta amonia maka nilai LC50 akan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya yaitu seiring dengan penurunan nilai karakteristik maka nilai LC50 akan semakin besar.

Sementara Rossiana (2006) melakukan uji toksisitas limbah cair tahu terhadap reproduksi Daphnia carinata King dengan metode statis (static test) dalam waktu 48 jam. Dari hasil penelitian didapatkan jumlah kematian organisme uji terjadi diantara konsentrasi 1000 - 5600 ppm. Dalam penelitian Rossiana (2006) tidak dilakukan analisa hubungan karakteristik limbah terhadap LC50.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan diteliti dalam penelitian ini adalah : a. Berapa nilai lethal concentration (LC50) limbah cair Zinc

artifisial dengan hewan uji Daphnia magna b. Bagaimana pengaruh toksisitas limbah cair Zinc artifisial

terhadap reproduksi dan morfometri Daphnia magna

1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : a. Menguji tingkat toksisitas akut dan kronis limbah cair yang

mengandung Zinc terhadap Daphnia magna berdasarkan nilai LC50

b. Mengetahui konsentrasi limbah cair Zinc artifisial yang optimum bagi reproduksi Daphnia magna

4

1.4 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup yang membatasi dalam penelitian ini adalah : 1. Organisme uji yang digunakan adalah Daphnia magna 2. Limbah cair berupa limbah Zinc artifisial 3. Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium

1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini antara lain : 1. Mengetahui tingkat toksisitas limbah cair Zinc artifisial 2. Sebagai bahan referensi untuk penelitian selanjutnya

yang berkaitan dengan toksisitas limbah cair industri yang mengandung Zinc

3. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai data ilmiah untuk perkembangan ilmu teknik lingkungan

1.6 Hipotesis Penelitian Hipotesis dari penelitian ini adalah : H0 : Tidak terdapat pengaruh limbah cair Zinc artifisial terhadap jumlah rata-rata neonate dan frekuensi reproduksi Daphnia magna H1 : Terdapat pengaruh limbah cair Zinc artifisial terhadap jumlah rata-rata neonate dan frekuensi reproduksi Daphnia magna Hipotesis dari penelitian ini pengaruh limbah cair Zinc

artifisial terhadap jumlah rata-rata neonate dan frekuensi

reproduksi Daphnia magna.

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Toksisitas

Toksisitas adalah kemampuan suatu bahan atau senyawa kimia untuk menimbulkan kerusakan pada saat mengenai bagian dalam atau permukaan tubuh yang peka. Uji toksisitas digunakan untuk mempelajari pengaruh suatu bahan kimia toksik atau bahan pencemar terhadap organisme tertentu. Pada umumnya toksisitas diekspresikan sebagai LC50 atau LD50 yaitu konsentrasi atau dosis yang dalam kondisi spesifik menyebabkan mortalitas separuh populasi organisme dalam jangka waktu tertentu. Secara eksperimental efek 50% populasi merupakan ukuran toksisitas yang paling reproduksibel suatu bahan toksik terhadap suatu kelompok organisme uji. Waktu 96 jam merupakan lama (durasi) persentuhan yang mudah dan umum digunakan, oleh karena itu pengukuran toksisitas akut yang paling banyak dilakukan yaitu penentuan LC50-96 jam (Esmiralda,2010).

Toksisitas merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari farmakologi yang merupakan efek biologis negatif akibat dari pemberian suatu zat. Toksisitas suatu bahan dapat didefinisikan sebagai kapasitas bahan untuk mencederai suatu organisme hidup. Pengetahuan mengenai bahan kimia dikumpulkan dengan mempelajari efek-efek dari pemaparan bahan kimia terhadap hewan percobaan, pemaparan bahan kimia terhadap organisme tingkat rendah seperti bakteri dan kultur sel-sel dari mamalia di laboratorium, dan pemaparan bahan kimia terhadap manusia (Retnomurti, 2008).

Uji toksisitas merupakan uji hayati yang berguna untuk menentukan tingkat toksisitas dari suatu zat atau bahan pencemar dan digunakan juga untuk pemantauan rutin suatu limbah. Uji toksisitas akut dengan menggunakan hewan uji merupakan salah satu bentuk penelitian toksikologi perairan yang berfungsi untuk mengetahui apakah effluent atau badan perairan penerima mengandung senyawa toksik dalam / konsentrasi yang

6

menyebabkan toksisitas akut. Parameter yang diukur biasanya berupa kematian hewan uji, yang hasilnya dinyatakan sebagai konsentrasi yang menyebabkan 50% Kematian hewan uji (LC50) dalam waktu yang relatif pendek satu sampai empat hari (Esmiralda, 2010).

Menurut Harmita (2009), sebelum percobaan toksisitas dilakukan, sebaiknya telah ada data mengenai identifikasi, sifat obat, dan rencana penggunaannya. Data ini dapat dipakai untuk mengarahkan percobaan toksisitas yang akan dilakukan untuk meneliti berbagai efek yang berhubungan dengan cara dan waktu pemberian suatu sediaan obat. Pengujian toksisitas biasanya dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu:

1. Uji toksisitas akut: Uji ini dilakukan dengan memberikan zat

kimia yang sedang diuji sebanyak satu kali atau beberapa kali dalam jangka waktu 24 jam. tanggapan berat dan cepat terhadap rangsang, biasanya dalam waktu 4 hari untuk ikan dan biota akuatik lainnya.

2. Uji toksisitas jangka pendek (subkronis): Uji ini dilakukan dengan memberikan zat kimia tersebut berulang-ulang, biasanya setiap hari, atau lima kali seminggu, selama jangka waktu kurang lebih 10% masa hidup hewan, yaitu 3 bulan untuk tikus dan 1 atau 2 tahun untuk anjing.

3. Uji toksisitas jangka panjang (kronis): Percobaan jenis ini mencakup pemberian zat kimia secara berulang selama 3-6 bulan atau seumur hidup hewan, misalnya 18 bulan untuk mencit, 24 bulan untuk tikus, dan 7-10 tahun untuk anjing dan monyet. Memperpanjang percobaan kronis lebih dari 6 bulan tidak akan bermanfaat, kecuali untuk percobaan karsinogenik.

Pengujian toksisitas suatu senyawa dibagi menjadi dua

golongan yaitu uji toksisitas umum, dan uji toksisitas khusus. Pengujian toksisitas umum meliputi pengujian toksisitas akut, subkronik, dan kronik (Loomis, 1978 diacu oleh Manggung, 2008).Uji toksisitas digunakan untuk mengevaluasi besarnya konsentrasi toksikan dan durasi pemaparan yang dapat menimbulkan efek toksik pada jaringan biologis. Salah satu biota

7

yang dapat digunakan untuk uji toksisitas adalah ikan, dengan syarat harus mempunyai kepekaan tinggi, memenuhi syarat umur, berat, dan panjang, serta sesuai dengan ikan yang hidup diperairan yang telah dalam keadaan tercemar (Pararaja, 2008 diacu oleh Pratiwi, dkk., 2012).

Toksisitas akut adalah efek total yang didapat pada dosis tunggal/multiple dalam 24 jam pemaparan. Toksisitas akut sifatnya mendadak, waktu singkat, biasanya reversibel, yang secara statistik dapat menyebabkan kematian 50% dari hewan percobaan, dinyatakan dengan LC50. Nilai LC50 sangat berguna untuk menentukan klasifikasi zat kimia sesuai dengan toksisitas relatifnya.

Kriteria derajat toksisitas (Lu, 1995 dalam Retnomurti, 2008) dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Kategori Lethal concentration/ Dosis Lethal (LC/LD50)

Kategori LD50 (mg/kgBB)

Supertoksik ≤5 Amat sangat toksik 5 – 50 Sangat toksik 50 – 500 Toksik sedang 500 – 5000 Toksik ringan 5000 – 15000 Praktis tidak toksik >15000

Sumber : Kriteia derajat toksisitas 2.2 Lethal Concentration (LC50)

LC50 (Lethal Concentration) merupakan konsentrasi yang menyebabkan kematian sebanyak 50% dari organisme uji yang dapat diestimasi dengan grafik dan perhitungan, pada suatu waktu pengamatan tertentu, misalnya LC50 48 jam, LC50 96 jam sampai waktu hidup hewan uji. Berdasarkan kepada lamanya, metode penambahan larutan uji dan maksud serta tujuannya maka uji toksisitas diklasifikasikan sebagai berikut: Klasifikasi menurut waktu, yaitu uji hayati jangka pendek (short term bioassay), jangka menengah (intermediate bioassay) dan uji hayati jangka panjang (long term bioassay). Klasifikasi menurut metode penambahan larutan atau cara aliran larutan, yaitu uji

8

hayati statik (static bioassay), pergantian larutan (renewal biossay), mengalir (flow trough bioassay). Klasifikasi menurut maksud dan tujuan penelitian adalah pemantauan kualitas air limbah, uji bahan atau satu jenis senyawa kimia, penentuan toksisitas serta daya tahan dan pertumbuhan organisme uji (Rossiana, 2006).

Untuk mengetahui efek zat pencemar terhadap biota dalam suatu perairan, perlu dilakukan suatu uji toksisitas zat pencemar terhadap biota yang adayaitu dalam bentuk Lethal concentration (LC50). Jadi, uji toksisitas digunakan untuk mengevaluasi besarnya konsentrasi toksikan dan durasi pemaparan yang dapat menimbulkan efek toksik pada jaringan biologis (Pararaja, 2008 diacu oleh Pratiwi, dkk., 2012). 2.3 Uji Hayati

Uji hayati merupakan suatu cara untuk menentukan toksisitas zat pencemar, mendeteksi, serta mengevaluasi keadaan pencemaran suatu perairan. Kegunaan uji hayati erat sekali hubungannya dengan penentuan toksisitas suatu buangan industri dan penentuan efisiensi suatu pengolahan limbah. Toksisitas suatu buangan sangat dipengaruhi oleh interaksi antara organisme dengan buangan tersebut. Hal ini disebabkan adanya ikatan senyawa kimia yang bersifat sinergis (lebih beracun) dan antagonis (kurang beracun). Setiap jenis organisme mempunyai daya tahan tertentu terhadap bahan beracun atau buangan (salim, 1992).

Menurut APHA (1975) dalam Salim (1992), uji hayati dapat juga didefinisikan sebagai percobaan yang menggunakan organisme hidup untuk mengetahui atau mengukur adanya pengaruh dari satu senyawa atau lebih, faktor lingkungan dan kombinasi lainnya serta reaksinya terhadap senyawa kimia. Salah satu uji hayati yang dapat dilaksanakan adalah uji konsentrasi letal 50% (LC50). Uji ini untuk mengetahui jumlah kematian 50% dari jumlah hewan uji akibat toksisitas senyawa kimia atau limbah yang diujikan. Kematian tersebut tergantung kepada kedua faktor, yaitu besar konsentrasi yang diberikan dan lamanya waktu pengujian (24, 48, 72 dan 96 jam).

9

Efek toksik terhadap makhluk hidup dikategorikan menjadi pengaruh letal (toksisitas akut) dan pengaruh subletal (toksisitas kronik). Toksisitas akut terjadi pada dosis tinggi, waktu pemaparan pendek dengan efek parah dan mendadak, serta mengenai organ absorpsi dan ekskresi. Toksisitas kronik terjadi pada dosis rendah, waktu pemaparan menahun, gejala tidak mendadak, dengan efek dapat parah atau tidak (Oginawati, 2002).

Kegunaan uji hayati sangat erat hubungannya dengan toksisitas air buangan. Menurut Henderson, et al. (1967) dalam Wardojo (1975), pendugaan dan pengujian secara biologis lebih praktis dan murah serta dapat memecahkan masalah polusi dengan baik, dan atau sebagai indikator serta parameter kualitas air suatu perairan.

Ada beberapa cara dalam melakukan uji hayati menurut

APHA (Rand, 1995) yaitu: 1. Berdasarkan waktu, uji hayati diklasifikasikan menjadi uji

hayati jangka pendek, uji hayati jangka menengah, dan uji hayati jangka panjang,

2. Berdasarkan metode penambahan larutan atau cara aliran larutan, uji hayati diklasifikasikan menjadi uji hayati statik (static bioassay), uji hayati pergantian larutan (renewal bioassay), dan uji hayati mengalir (flow through bioassay),

3. Berdasarkan waktu dan tujuan, uji hayati diklasifikasikan menjadi uji kualitas air limbah, uji bahan atau satu jenis bahan kimia, toksisitas dan daya tahan organisme uji dan pertumbuhannya.

Istilah yang sering digunakan dalam uji hayati antara lain:

a. Lethal Concentration (LC), yaitu perkiraan konsentrasi toksikan yang menyebabkan kematian sejumlah tertentu organisme uji. Biasanya didefinisikan sebagai nilai tengah (50%) konsentrasi letal atau nilai LC50, contohnya LC50-48 jam berarti konsentrasi yang mematikan 50% organisme yang didedahkan selama 48 jam.

10

b. Effective Concentration (EC), yaitu perkiraan konsentrasi toksikan yang menimbulkan efek spesifik tertentu pada sejumlah organisme uji. Efek tersebut biasanya bersifat subletal, seperti terjadinya perubahan laju pernafasan atau kehilangan keseimbangan, contohnya EC50-96 jam berarti konsentrasi efektif bagi 50% organisme uji untuk keadaan setimbang selama 96 jam.

c. Inhibiting Concentration (IC), yaitu perkiraan konsentrasi toksikan yang menyebabkan persentase penghambatan khusus atau pengrusakan terhadap sejumlah fungsi biologis, contohnya IC25 berarti konsentrasi yang diperkirakan mereduksi 25% pertumbuhan larva ikan.

d. Safe Concentration (SC), yaitu konsentrasi suatu senyawa kimia yang tidak memberikan pengaruh negatif atau berbahaya setelah periode pengujian sekurangkurangnya satu generasi.

Kegunaaan uji hayati di dalam toksikologi lingkungan

menurut APHA, AWWA, dan WEF (1995) diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Menentukan kondisi lingkungan yang baik untuk kehidupan organisme perairan.

2. Mengetahui pengaruh faktor lingkungan terhadap toksisitas limbah.

3. Menentukan toksisitas limbah terhadap organisme uji. 4. Sensitivitas organisme perairan terhadap limbah dan zat

pencemar. 5. Mengetahui efektifitas metode pengolahan limbah 6. Persyaratan effluent yang memenuhi standard kualitas air

dalam izin membuang suatu limbah. Uji hayati (bioassay) yang akan dilakukan dalam

penelitian ini adalah uji hayati jangka pendek dengan metode uji hayati statik dan dilakukan untuk mengetahui toksisitas dan daya tahan organisme uji dan pertumbuhannya.

11

2.4 Organisme Uji Daphnia Magna

Daphnia sp. merupakan komponen utama zooplankton air tawar dan juga herbivora paling dominan di badan-badan air. Organisme ini ditemukan di kolam, sungai, atau tempat-tempat dimana kesadahan air sangat bervariasi (EPA, 1991). Daphnia sp. telah diujikan kepada 500 jenis senyawa kimia, dan merupakan organisme uji yang paling sering digunakan dalam toksikologi lingkungan perairan (Dhahiyat dan Djuangsih, 1997). Daphnia sp. memiliki panjang tubuh antara 0,2 sampai 3,2 mm. Tubuhnya tidak jelas bersegmen, pada sebagian spesies, bagian thoraks dan abdomen ditutupi rangka luar berbentuk bivalve. Struktur bagian kepala yang terlihat menonjol adalah mata majemuk yang besar. Mulut organisme ini terletak di dekat sambungan kepala dan tubuh. Abdomen biasanya mengarah ke depan sehingga bagian dorsal adalah bagian belakang (Pennak, 1953). 2.4.1 Biogeografi Daphnia magna

Daphnia sp. termasuk ke dalam filum Arthropoda yang

secara umum hidup di perairan tawar. Spesies-spesies dari genus Daphnia dapat ditemukan mulai dari daerah tropis hingga arktik dengan berbagai ukuran habitat mulai dari kolam kecil hingga perairan danau luas. Dari lima puluh spesies genus Daphnia di seluruh dunia, hanya enam spesies yang secara umum dapat ditemukan di daerah tropis. Salah satunya adalah spesies Daphnia magna (Delbaere dan Dhert, 1996)

Menurut Pennak (1989), klasifikasi Daphnia magna adalah sebagai berikut :

Filum : Arthropoda Subfilum : Crustacea Kelas : Branchiopoda Ordo : Cladocera Famili : Daphnidae Genus : Daphnia Spesies : Daphnia magna

12

2.4.2 Morfologi Daphnia magna

Pembagian segmen tubuh Daphnia hampir tidak terlihat. Kepala dengan bentuk membungkuk ke arah tubuh bagian bawah melalui lekukan yang jelas. Pada beberapa spesies sebagian besar anggota tubuh Daphnia tertutup oleh karapas, dengan enam pasang kaki semu yang berada pada rongga perut. Bagian tubuh yang paling terlihat adalah mata, antenna dan sepasang seta. Bagian karapas tembus cahaya dan pada beberapa jenis Daphnia bagian dalam tubuhnya dapat dilihat dengan jelas melalui mikroskop (Gambar 2.1).

Gambar 2.1. Penampang Melintang Daphnia sp. dan Organ-organnya Sumber : Clare-www.caudata.org, 1998

Keterangan : O : Otak M : Mata OV : Ovarium RT : Ruang Telur J : Jantung SE : Saluran Ekskresi UH : Usus Halus

13

2.4.3 Fisiologi

Beberapa Daphnia memakan crustacea dan rotifera kecil, namun sebagian besar Daphnia adalah filter feeder yang memakan algae uniselular dan berbagai macam detritus organik termasuk protista dan bakteri. Daphnia juga memakan beberapa jenis ragi, tetapi hanya pada lingkungan terkontrol seperti laboratorium. Pertumbuhan Daphnia dapat dikontrol dengan mudah dengan pemberian pakan ragi. Partikel makanan yang tersaring kemudian dibentuk menjadi bolus yang akan turun melalui rongga pencernaan sampai penuh dan melalui anus ditempatkan di bagian ujung rongga pencernaan. Sepasang kaki pertama dan kedua digunakan untuk membentuk arus kecil saat mengeluarkan partikel makanan yang tidak mampu terserap. Organ Daphnia untuk berenang didukung oleh antenna kedua yang ukurannya lebih besar. Gerakan antenna ini sangat berpengaruh untuk gerakan melawan arus (Waterman, 1960).

2.4.4 Reproduksi

Menurut Waterman (1960), mekanisme reproduksi Daphnia

adalah melalui cara parthenogenesis. Satu atau lebih individu muda dirawat dengan menempel pada tubuh induk. Daphnia yang baru menetas harus melakukan pergantian kulit (molting) beberapa kali sebelum tumbuh hingga dewasa sekitar satu minggu setelah menetas. Siklus hidup Daphnia sp. yaitu telur, anak, muda dan dewasa. Pertambahan ukuran terjadi sesaat setelah telur menetas di dalam ruang pengeraman. Daphnia sp. dewasa berukuran 2,5 mm, anak pertama sebesar 0,8 mm dihasilkan secara parthenogenesis. Daphnia sp. mulai menghasilkan anak pertama kali pada umur 4-6 hari. Adapun umur yang dapat dicapainya 12 hari.

14

Gambar 2.2. Kantong telur (ephippium) dan individu muda

Sumber : The Physiology of Crustacean Volume

Setiap satu atau dua hari sekali, Daphnia sp. dapat menghasilkan lebih dari 100 telur setiap bertelur. Daphnia betina dapat bertelur antara 6-25 kali selama hidupnya. Individu yang baru menetas sudah sama secara anatomi dengan individu dewasa (Gambar 2.2). Telur akan dilindungi lapisan yang bernama ephipium (Gambar 2.2) untuk mencegah dari ancaman lingkungan sampai kondisi ideal untuk menetas (Mokoginta, 2003).

Proses reproduksi ini akan berlanjut jika kondisi lingkungannya mendukung pertumbuhan. Jika kondisi tidak ideal baru akan dihasilkan individu jantan agar terjadi reproduksi seksual (Waterman, 1960). 2.4.5 Sistem kultur Daphnia sp.

Secara umum menurut Pratomo (2012), sistem kultur

Daphnia sp. dapat dilakukan dengan menggunakan dua sistem, yaitu :

a. Sistem Detrital Sistem ini adalah sistem yang dibuat dengan

menambahkan medium berupa campuran medium tanah, pupuk kandang, dan air. Pupuk kandang berfungsi sebagai pupuk alami untuk menginisiasi peningkatan jumlah alga yang merupakan pakan Daphnia sp. Perbandingan campuran pupuk kandang dengan tanah ialah 1kg : 200 gr sebelum dilarutkan ke dalam satu liter air. Sistem ini memiliki beberapa kelebihan

individu muda

ephippium

15

antara lain mudah untuk dirawat dan Daphnia tidak mudah mengalami defisiensi nutrisi karena terdapat alga dalam jumlah berlimpah dan keanekaragaman yang tinggi. Sistem ini memiliki beberapa kelemahan, yakni tidak cukup mendukung kondisi optimum kultur Daphnia, antara lain rendahnya kadar oksigen terlarut yang disebabkan karena tingkat nutrisi yang tinggi dan dimanfaatkan secara aerobik oleh mikroorganisme lainnya. Penurunan kadar oksigen terlarut ini menyebabkan tingginya tingkat kematian Daphnia dan rendahnya produksi telur.

b. Sistem Autotrof Sistem autotrof, kultur alga ditambahkan ke dalam kultur

Daphnia. Kultur air hijau (105 hingga 106 sel.ml-1) ditambahkan dari alga yang dikultur secara monokultur ataupun dari tambak ikan yang memiliki spesies alga yang beragam. Pengontrolan lebih mudah dilakukan pada kultur alga secara monokultur, seperti Chlorella, Chlamydomonas, dan Scenedesmus, atau campuran dari hanya dua kultur alga tersebut. Kelemahan sistem ini adalah tidak mampu mempertahankan kultur Daphnia untuk generasi yang berlanjut tanpa penambahan nutrisi ke dalam kultur Daphnia seperti vitamin B kompleks, kalsium pantotenat, biotin dan thiamin.

2.5 Industri PLTU

Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan energi dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit listrik ini menggunakan bahan bakar batubara, minyak atau gas sebagai sumber energi primer (Marsudi, 2005). Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), merupakan salah satu andalan pembangkit tenaga listrik yang merupakan jantung untuk kegiatan industri. Salah satu bahan bakar yang digunakan adalah batubara. Konsep dasar dari PLTU batubara ini adalah batubara sebagai bahan bakar utama harus disediakan dengan kualifikasi tertentu untuk jangka waktu lama (Sukandarrumidi, 2006).

16

Prinsip kerja PLTU batubara secara umum adalah sebagai berikut (Nursyahid, 2013):

Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTU

Keterangan gambar : 1. Cooling tower 15. Penampung batubara 2. Cooling water pump 16. Pemecah batubara 3. Transimission line 3 phase 17. Tabung Boiler 4. Transformer 3-phase 18. Penampung abu 5. Generator Listrik 3-phase 19. Pemanas 6. Low pressure turbine 20. Forced draught fan 7. Boiler feed pump 21. Preheater 8. Condenser 22. combustion air intake 9. Intermediate pressure turbine 23. Economizer 10. Steam governor valve 24. Air preheater 11. High pressure turbine 25. Precipitator 12. Deaerator 26. Induced air fan 13. Feed heater 27. Cerobong 14. Conveyor batubara

17

Prinsip kerja :

1. Batubara dari luar dialirkan ke penampung batubara dengan conveyor(14) kemudian dihancurkan dengan thepulverized fuel mill(16) sehingga menjadi tepung batubara.

2. Kemudian batubara halus tersebut dicampur dengan udara panas(24) oleh forced draught fan(20) sehingga menjadi campuran udara panas dan bahan bakar (batu bara).

3. Dengan tekanan yang tinggi, campuran udara panas dan batu bara disemprotkan kedalam boiler sehingga akan terbakar dengan cepat seperti semburan api.

4. Kemudian air dialirkan keatas melalui pipa yang ada dinding boiler, air tersebut akan dimasak dan menjadi uap, dan uap tersebut dialirkan ke tabung boiler(17) untuk memisahkan uap dari air yang terbawa.

5. Selanjutnya uap dialirkan ke superheater(19) untuk melipat gandakan suhu dan tekanan uap hingga mencapai suhu 570°C dan tekanan sekitar 200 bar yang meyebabkan pipa ikut berpijar merah.

6. Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi ini, menjadi sumber tenaga turbin tekanan tinggi(11) yang merupakan turbin tingkat pertama dari tiga tingkatan.

7. Untuk mengatur turbin agar mencapai set point, kita dapat menyeting steam governor valve (10) secara manual maupun otomatis.

8. Suhu dan tekanan uap yang keluar dari turbin tekanan tinggi (11) akan sangat berkurang, untuk itu uap ini dialirkan kembali ke boiler reheater (21) untuk meningkatkan suhu dan tekanannya kembali.

9. Uap yang sudah dipanaskan kembali tersebut digunakan sebagai penggerak turbin tingkat kedua atau disebut turbin tekanan sedang (9), dan keluarannya langsung digunakan untuk menggerakkan turbin tingkat 3 atau turbin tekanan rendah (6).

10. Uap keluaran dari turbin tingkat 3 mempunyai suhu sedikit diatas titik didih, sehingga perlu dialirkan ke condensor(8) agar menjadi air untuk dimasak ulang.

18

11.Air tersebut kemudian dialirkan melalui deaerator (12) oleh feed pump (7) untuk dimasak ulang. Awalnya dipanaskan di feed heater (13) yang panasnya bersumber dari high pressureset, kemudian ke economizer (23) sebelum dikembalikan ke tabung boiler (17).

12.Air pendingin dari condensor akan disemprotkan kedalam cooling tower (1) dan inilah yang meyebabkan timbulnya asap air pada cooling tower. kemudian air yang sudah agak dingin dipompa balik ke condensor sebagai air pendingin ulang.

13.Ketiga turbin di gabung dengan shaft yang sama dengan generator 3phase(5). kemudian membangkitkan listrik tegangan menengah (20-25kV).

14.Dengan menggunakan transformer 3phase(4) , tegangan dinaikkan menjadi tegangan tinggi berkisar 250-500 kV yang kemudian dialirkan ke sistem transmisi 3 phase.

15.Sedangkan gas buang dari boiler diisap oleh kipas pengisap(26) agar melewati electrostatic precipitator(25) untuk mengurangi polusi dan kemudian gas yang sudah disaring akan dibuang melalui cerobong(27).

2.5.1 Limbah Cair PLTU

Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 08 tahun 2009, air limbah dari usaha dan/atau kegiatan pembangkit listrik tenaga termal bersumber dari: proses utama, kegiatan pendukung dan kegiatan lain yang menghasilkan oily water. Proses utama adalah proses yang menghasilkan air limbah yang bersurnber dari proses pencucian (dengan atau tanpa bahan kimia) dari semua peralatan logam, blowdown cooling tower, blowdown boiler, laboratorium, dan regenerasi resin water treatment plant. Kegiatan pendukung meliputi kegiatan fasilitas air pendingin, kegiatan fasilitas desalinasi, kegiatan fasilitas stockpile batu bara, dan kegiatan air buangan dari fasilitas flue gas desulphurization (FGD) sistem seawater scrubber.

19

2.5.2 Karakteristik Limbah Cair Air buangan dari pabrik membawa sejumlah padatan dan

partikel, baik yang larut maupun mengendap. Kerap kali air buangan pabrik berwarna keruh dan bersuhu tinggi. Air limbah yang tercemar mempunyai ciri yang dapat diidentifikasi secara visual lewat kekeruhan, warna, rasa, bau, yang ditimbulkan dan indikasi lainnya. Secara laboratorium, limbah cair ditandai dengan peruabahan sifat kimia air, dimana air telah mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3) dalam konsentrasi yang telah melampauhi batas Kristanto (2013).

Limbah cair yang dihasilkan dalam kegiatan operasi PLTU batubara menurut Pusat Penelitian Lingkungan Hidup (2007) dapat diketagorikan sebagai limbah domestik, air larian permukaan, limbah cair proses operasi, sisa atau bekas minyak (oli bekas, ceceran minyak). Limbah cair tersebut secara umum tergolongzat pencemar dengan kriteria yang bersifat fisika dan kimia (termasuk kandungan unsur logam dan minyak).

2.5.3 Sumber Air Limbah

Limbah cair yang dihasilkan dalam kegiatan operasi PLTU

batubara menurut Pusat Penelitian Lingkungan Hidup (2007), dapat diketagorikan sebagai limbah domestik, air larian permukaan, limbah cair proses operasi, sisa atau bekas minyak (oli bekas, ceceran minyak). Limbah cair tersebut secara umum tergolongzat pencemar dengan kriteria yang bersifat fisika dan kimia (termasuk kandungan unsur logam dan minyak).

Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 08 tahun 2009, air limbah dari usaha dan/atau kegiatan pembangkit listrik tenaga termal bersumber dari: proses utama, kegiatan pendukung dan kegiatan lain yang menghasilkan oily water. Proses utama adalah proses yang menghasilkan air limbah yang bersurnber dari proses pencucian (dengan atau tanpa bahan kimia) dari semua peralatan logam, blowdown cooling tower, blowdown boiler, laboratorium, dan regenerasi resin water treatment plant. Kegiatan pendukung meliputi kegiatan fasilitas

20

air pendingin, kegiatan fasilitas desalinasi, kegiatan fasilitas stockpile batu bara, dan kegiatan air buangan dari fasilitas flue gas desulphurization (FGD) sistem seawater scrubber.

Sistem pendingin resirkulasi ini dilengkapi dengan menara pendingin dengan sistem induce mechanical draft untuk mengeluarkan panas ke udara. Kebutuhan air tambahan untuk menara pendingin sebesar 5.949 m3/jam dan penguapannya diperkirakan sebesar 1.500 m3/jam. Air panas yang bersirkulasi dalam sistem didinginkan dalam menara pendingin sistem induced mechanical draft tersebut. Distribusi air panas ke menara pendingin dilakukan melalui headers. Blowdown akan dikeluarkan sebelum kandungan TDS dan parameter kimia lainnya melewati baku mutu air limbah yang telah ditetapkan berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 8 Tahun 2009 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Pembangkit Listrik Tenaga Termal. Dengan menggunakan cooling tower maka limbah bahang telah mengalami penurunan temperatur hingga mendekati suhu normal air laut, sehingga ketika dibuang ke perairan tidak menimbulkan dampak pada komunitas plankton dan bentos yang sensitif pada peningkatan temperatur perairan. Unit Instalasi Pengolahan Air Limbah PLTU dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.4 Unit Instalasi Pengolahan Air Limbah PLTU

Sumber : RKL RPL PLTU Kota Cirebon

21

2.5.4 Dampak Limbah Cair

Pengoperasian PLTU juga akan menghasilkan bahan buangan (limbah) cair yang jika tidak sempurna proses pengolahannya akan dapat mencemari badan air penerima. Jika limbah cair yang dibuang ke lingkungan sekitar tersebut tanpa proses pengolahan terlebih dahulu diperkirakan akan dapat menyebabkan penurunan kualitas air yang akan berdampak langsung pada penurunan kepadatan dan kelimpahan, serta perubahan komposisi jenis biota akuatik.

Kegiatan pemeliharaan dan pengecekan sistem kerja peralatan PLTU dilakukan terhadap: boiler dan bag house (akan menghasilkan logam teroksidasi), peralatan balance of plant (akan menghasilkan logam dan ceceran oli), kolam penampung lindi, batubara dan oil water separator (akan menghasilkan padatan tersuspensi, logam dan ceceran oli). Hasil pemeliharaan peralatan ini apabila tidak terkelola dengan baik potensial untuk masuk ke dalam aliran air ke sungai sehingga meningkatkan kadar COD, padatan tersuspensi, minyak, dan logam berat di perairan umum (Pusat Penelitian Lingkungan Hidup, 2007).

2.6 Karakteristik Zinc

2.6.1 Karakteristik Umum

Zinc diambil dari bahasa Belanda yaitu Zinc adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi Zinc mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Zinc merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih Zinc yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (Zinc sulfida).

22

2.6.2 Sifat Fisik Zinc merupakan logam yang berwarna putih kebiruan,

berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan Zinc mutu komersial tidak berkilau. Zinc sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968, p. 826 Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Zinc juga mampu menghantarkan listrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, Zinc memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur Zinc merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium.

Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi Zinc dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan Zinc adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium. Walaupun Zinc maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K. Klasifikasi dan sifat Zinc dapat dilihat pada Tabel 2.2.

23

Tabel 2.2 Klasifikasi dan Sifat Zinc KLASIFIKASI SIFAT ZINC

Penampilan Abu-abu muda kebiruan Fase Padat Massa Jenis 7,14 g/cm3

Titik Lebur 692,68 K Titik Didih 1.180 K Kalor Peleburan 7,32 kJ/mol Kalor Penguapan 123,6 kJ/mol Kapasitas Kalor 25,390 J/(mol.K)

Elektronegativitas 1,65

Energi Ionisasi (1) 906,4 kJ/mol (2) 1.733,3 kJ/mol (3) 3.833 kJ/mol

Jari-jari atom

135

2.6.3 Sifat Kimia

Reaktivitas Zinc memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d104s2

dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Zinc cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat.. Permukaan logam Zinc murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan Zinc karbonat, Zn5(OH)6CO3, seketika berkontak dengan karbon dioksida. Lapisan ini membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air.

Zinc yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan mengeluarkan asap Zinc oksida. Zinc bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya Zinc yang sangat murni hanya akan bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan pelindung Zinc karbonat dan reaksi Zinc dengan air yang ada akan melepaskan gas hidrogen.

Zinc secara umum memiliki keadaan oksidasi +2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion Zinc yang terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d10. Hal ini mengijinkan

24

pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan elektron dan mematuhi kaidah oktet. Penguapan Zinc yang dikombinasikan dengan Zinc klorida pada temperatur di atas 285 °C mengindikasikan adanya Zn2Cl2 yang terbentuk, yakni senyawa Zinc yang berkeadaan oksidasi +1. Tiada senyawa Zinc berkeadaan oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa Zinc dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk.

Sifat kimiawi Zinc mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna. Jari-jari ion Zinc dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama. Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat kimiawi keduanya akan sangat mirip. Zinc cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks Zinc kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.

25

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Pelaksanaan penelitian tugas akhir ini dilakukan pada bulan Desember 2016 – Februari 2017. Tempat penelitian tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Teknik Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Jurusan keteknikan Pertanian dan Laboratorium Biologi Dasar, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang serta Perusahaan Umum Jasa Tirta Kota Malang untuk pengujian sampel limbah cair.

3.2 Alat dan bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian Studi Toksisitas Akut dan Kronis Lethal Concentration (LC50) Limbah Cair Zinc Artifisial pada Industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) terhadap Daphnia magna Alat yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut :

1. Akuarium : untuk tempat kultur hewan uji 2. Aerator : untuk memompa udara ke biakkan Daphnia magna 3. Mikroskrop : untuk mengetahui morfometri Daphnia magna 4. Gelas ukur 100ml : untuk mengukur volume limbah cair 5. Termometer air raksa : untuk mengukur suhu larutan 6. Pengaduk kaca : untuk mengaduk larutan 7. Pipet tetes : untuk mengambil limbah cair 8. Timbangan analitik : untuk menghitung massa pakan 9. Blender: untuk menghomogenkan campuran pakan 10. pHmeter : untuk menghitung nilai Ph larutan 11. DO meter : untuk menghitung nilai DO larutan 12. Botol Sampel 120mL : sebagai wadah perlakuan 13. Pinset : untuk mengambil Daphnia magna

26

Bahan yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut: 1. Akuades 1L : sebagai pelarut 2. Alkohol 70% : larutan sterilisasi alat 3. Fermipan (yeast) 3gr : sebagai makanan 4. Daphnia magna : sebagai organisme Uji 5. Air tanah 1L : sebagai medium kultur organisme Uji 6. Makanan ikan 12gr : untuk membuat pakan organisme uji 7. Limbah cair Zinc artifisial: sebagai bahan perlakuan

3.3 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental dengan Rancangan Acak Lengkap faktor tunggal, berupa uji hayati cara statis (static bioassay) menurut standar APHA (1995). Penelitian dibagi menjadi dua tahapan yaitu uji toksisitas akut dan uji toksisitas kronis terhadap kemampuan reproduksi.

Uji toksisitas akut, parameter yang diamati adalah kematian Daphnia magna dengan memberikan perlakuan terhadap organisme uji dengan lima kombinasi konsentrasi dan satu konsentrasi sebagai kontrol berdasarkan hasil uji batas kisaran kritis (Critical Range Test) dengan 3 kali pengulangan. Setiap perlakuan diulang 3 kali, sehingga jumlah keseluruhan satuan percobaan adalah 18 plot percobaan. Konsentrasi yang digunakan adalah limbah cair Zinc artifisial industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Kota Cirebon Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 8 Tahun 2009 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Pembangkit Listrik Tenaga Termal, yang berasal dari Blowdown Cooling Tower. Baku mutu air limbah PLTU Kota Cirebon dapat dilihat pada Lampiran 3.2. Sebagai data tambahan, dilakukan pengukuran parameter fisik dan kimia terhadap sampel berupa nilai suhu, pH, dan DO.

27

Uji Toksisitas Kronis, dilakukan dengan memberikan perlakuan terhadap organisme uji dengan lima kombinasi konsentrasi limbah cair yang didapatkan dari penurunan konsentrasi hasil yang dianggap tidak mematikan. Parameter yang diukur adalah jumlah neonate yang dilahirkan dan frekuensi anakan selama 21 hari. Data yang diperoleh diolah dengan Analisis Varians dan jika signifikan dilanjutkan dengan Uji Jarak Duncan. Rancangan penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap pola faktorial tunggal dengan 5 konsentrasi perlakuan limbah cair Zinc artifisial dan 1 kontrol (F), masing-masing diulang sebanyak 3 kali.

3.4 Tahapan Penelitian

Pelaksanaan penelitian dilaksanakan secara urut dengan langkah-langkah dapat dilihat pada diagram alir Gambar 3.1.

28

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Pembuatan sampel

limbah Zinc artifisial

Kultur Daphnia

magna

Pengukuran kandungan

sampel limbah

Uji

Pendahuluan

Uji Toksisitas Akut

Uji

Lanjutan

Uji

Reproduksi

Hasil

Selesai

29

3.5 Persiapan dan Pemeliharaan Daphnia magna

• Media Kultur Daphnia magna

Daphnia magna sebagai organisme uji dikultur dalam aquarium dengan media berupa air tanah. Untuk membuat 1 liter media kultur, digunakan 1 liter air tanah yang ditempatkan dalam satu wadah lalu diaduk hingga tercampur dan disimpan selama 2 hari pada suhu kamar. Media kultur dijemur setiap pagi pada pukul 08:00 sampai 10:00 dan diganti satu atau dua kali seminggu dengan terus menerus tanpa diaerasi (Dhahiyat dan Djuangsih, 1997). Tahapan Kultur Daphnia magna dapat dilihat pada diagram alir Gambar 3.2

Gambar 3.2 Tahapan Kultur Daphnia magna

Mulai

Digunakan air tanah 1 Liter

Ditambahkan Daphnia magna

Dijemur media kultur setiap pagi

Diganti air media kultur setiap

satu atau dua kali seminggu

Selesai

30

• Pakan Daphnia magna

Daphnia magna yang digunakan sebagai hewan uji harus memiliki kondisi yang baik dan sehat. Oleh karena itu ada beberapa hal yang perlu diperhatikan termasuk pemberian pakannya secara teratur. Pakan yang diberikan berupa campuran antara makanan ikan dengan fermipan (yeast). Untuk mendapatkan 800 ml makanan Daphnia magna diperlukan 12 gr makanan ikan dan 3 gr ragi yang dilarutkan dalam 400 ml akuades. Bahan-bahan tersebut dihaluskan sampai homogen menggunakan blender. Setelah rata, campuran tersebut kemudian ditambahkan 600 ml akuades dan didiamkan selama 10 menit agar endapan terbentuk sempurna. Setelah itu, 800 ml cairan bagian atas diambil sedangkan 200 ml berupa endapan dibuang. Sediaan makanan ini disimpan pada lemari es dan dipergunakan selama satu minggu (Dhahiyat dan Djuangsih, 1997).

3.6 Persiapan Bahan Uji

Larutan uji dapat dibuat dengan menggunakan metode pembuatan larutan induk logam Zinc 100 mg/L. Berikut adalah langkah-langkahnya:

1. Timbang 0,1 gram senyawa Zinc 2. masukkan ke dalam labu ukur 100mL 3. Tambahkan akuades hingga tepat tanda tera, lalu

homogenkan 4. Hitung kadar Zinc berdasarkan hasil penimbangan

Untuk membuat 1% larutan uji dibutuhkan 1 mL sampel bahan uji (limbah cair Zinc artifisial ) yang dimasukkan kedalam gelas bejana berisi 99 ml air tanah. Air tanah yang digunakan adalah yang telah diaerasi ± 2 jam. Larutan tersebut kemudian diaduk menggunakan pengaduk sampai homogen. Larutan uji yang telah dibuat dapat langsung digunakan dalam uji hayati setelah 30 menit.

31

3.7 Uji Toksisitas Akut

1. Uji Pendahuluan (Range Finding Test)

Uji pendahuluan dilakukan untuk menentukan batas kisaran kritis (critical range test) yang menjadi dasar dari penentuan konsentrasi yang digunakan dalam uji lanjutan, yaitu konsentrasi yang dapat menyebabkan kematian terbesar mendekati 50% dan kematian terkecil mendekati 50%. Konsentrasi limbah yang digunakan pada uji ini adalah 0.01%, 0.1%, 1%, 10% dan 100% Konsentrasi limbah 0% digunakan sebagai pembanding atau kontrol. Uji ini dilakukan dengan menggunakan 6 buah botol sampel 120 ml, dengan volume larutan uji sebanyak 100 ml. Neonate Daphnia magna didedahkan ke dalam setiap botol sampel, masing-masing sebanyak 20 ekor. Uji batas kisaran kritis ini dilakukan selama 96 jam. Jumlah Daphnia magna yang mati dihitung pada jam ke-96. Total Daphnia magna yang mati selama 96 jam menjadi dasar dalam penentuan konsentrasi larutan untuk uji lanjutan.

2. Uji Lanjutan

Uji lanjutan dilakukan ketika sudah mendapatkan rentang konsentrasi yang diperoleh dari uji pendahuluan (Range Finding Test) sebanyak tiga kali pengulangan untuk setiap konsentrasi yang telah ditentukan termasuk kontrol. Bejana uji yang digunakan adalah botol sampel 120 ml dengan volume larutan uji sebanyak 100 ml. Setelah pembuatan konsentrasi dilakukan, kemudian 20 ekor Daphnia magna didedahkan.

Setiap botol sampel yang berisi larutan uji dengan konsentrasi yang berbeda secara acak, yaitu memindahkan satu ekor kedalam masing-masing botol sampel, mengambil lagi satu ekor dan dimasukkan ke dalam botol sampel, demikian seterusnya sampai seluruh botol sampel terisi masing-masing 20 ekor (Dhahiyat dan Djuangsih, 1997). Pengamatan jumlah individu yang mati dilakukan selama 96 jam, dan pada akhir pengamatan dihitung jumlah total individu yang mati.

32

3.8 Uji Toksisitas Kronis

Pengamatan uji toksisitas knonis ini yang akan diamati adalah kuantitas perkembangbiakannya atau reproduksi. Penentuan tingkat perkembangbiakan Daphnia magna dilakukan setelah nilai LC50 diketahui. Konsentrasi uji yang digunakan adalah hasil penurunan konsentrasi yang digunakan dalam uji toksisitas akut (LC50) yang diperkirakan tidak menyebabkan kematian terhadap Daphnia magna. Uji reproduksi ini dilakukan dengan memberikan lima kombinasi konsentrasi dan konsentrasi kontrol. Pengujian dilakukan dengan menggunakan botol sampel 120 ml dengan volume larutan total setiap botol sampel adalah 100 ml.

Uji reproduksi ini dilakukan dengan cara seekor Daphnia magna yang berasal dari media kultur didedahkan pada tiap botol sampel sampai 20 ekor. Daphnia magna diberi pakan kira-kira empat tetes pipet setiap hari dan penggantian media uji dilakukan secara periodik setiap dua hari sekali. Setelah beranak, induk dipindahkan ke dalam botol sampel lain yang konsentrasinya sama. Uji reproduksi dilakukan pada suhu ruangan, dan tanpa aerasi. Pengamatan dilakukan setiap hari pada waktu yang sama. Parameter yang diamati adalah jumlah neonate yang lahir dari setiap induk dan frekuensi anakan serta morfometri Daphnia magna dalam waktu 21 hari (Rand, 1995).

Cara pengamatan daya reproduksi terhadap rata-rata jumlah neonate dan frekuensi reproduksi Daphnia magna dilakukan dengan cara manual atau secara kasat mata. Setiap hari diamati sampel uji dan dihitung jumlah neonate Daphnia magna serta diamati juga berapa kali frekuensi reproduksinya selama rentang waktu pengamatan yaitu 21 hari. Sedangkan cara pengamatan morfometri Daphnia magna ini dilakukan dengan menggunakan alat microskop monitor di Laboratorium Biologi Dasar, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang. Morfometri Daphnia magna yang diamati adalah panjang dan lebar tubuh Daphnia magna selama waktu pengatan 21 hari.

33

3.9 Pengukuran Parameter Fisik Dan Kimia

Penentuan parameter fisik dan kimiawi digunakan pada uji toksisitas akut. Pengukuran faktor fisik dan kimiawi limbah cair Zinc artifisial yaitu Zn, TSS, BOD dan COD dilakukan sebelum dimulai pengamatan. Pengukuran faktor fisik dan kimiawi larutan uji yaitu pH, suhu dan konduktivitas pada uji pendahuluan (Range Finding Test) dan uji lanjutan (Definitive Test).

Penentuan parameter fisik dan kimia pada uji toksisitas kronis seperti suhu, pH, dan DO dilakukan sebelum pendedahan Daphnia magna dan setelah pengujian uji toksisitas kronis berlangsung . Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan termometer air raksa dan pH dengan menggunakan pH meter, sedangkan untuk mengukur oksigen yang terlarut (DO) digunakan DO meter.

Analisis Data

Mengetahui nilai LC50 pada uji toksisitas akut pengaruh limbah cair Zinc artifisial digunakan analisis korelasi aritmatik. Sedangkan untuk mengetahui pengaruh limbah cair Zinc terhadap daya reproduksi Daphnia magna. digunakan Analisis Varians dengan taraf signifikansi = 0,05. Untuk mengetahui perbedaan rata-rata antar perlakuan dilakukan uji Duncan dengan taraf signifikansi = 0,05. Uji statistik dilakukan dengan menggunakan microsoft excel 2016.

34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uji Toksisitas Akut

Pada uji toksisitas akut ini terdapat beberapa

pembahasan yaitu pengukuran faktor fisik-kimiawi limbah cair Zinc artifisial, uji pendahuluan, uji lanjutan dan perhitungan nilai lethal concentration (LC50). Berikut ini adalah pembahasan dari uji toksisitas akut:

4.1.1 Pengukuran Faktor Fisik-Kimiawi Limbah Cair Zinc

Artifisial Kegiatan pembuatan sampel limbah cair Zinc telah

dilakukan, maka perlu dilakukan analisis faktor fisik dan kimiawi lebih dahulu pada limbah sebelum memulai uji toksisitas akut untuk mengetahui karakteristik limbah cair Zinc. Karakteristik limbah cair Zinc yang diperoleh setelah analisis dapat dilihat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Hasil Analisis Faktor Fisik dan Kimiawi Limbah Cair Zinc

Sumber : Hasil Pengujian Laboratorium

Faktor fisik dan kimiawi limbah cair Zinc Artifisial yang harus diperhatikan sebagai pencemar lingkungan diantaranya BOD, COD, TSS dan kandungan logam berat yang terkandung. Biological Oxygen Demand (BOD), menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mendegradasi senyawa

No Parameter Kadar Maksimum (mg/L)

Hasil Pengukuran

(mg/L)

1 Zn 1 1106

2 TSS 200 65

3 BOD 1 87

4 COD 50 256

35

organik. Angka BOD tinggi berarti angka DO rendah. Dengan banyak oksigen yang digunakan untuk memecah sampah maka kadar oksigen yang terlarut dalam air akan menurun, demikian pula untuk angka COD. (Bosnic, et al.,2000).

Berdasarkan sampel limbah yang dianalisis menunjukkan kadar BOD yang terkandung didalam limbah cair Zinc artifisial sebesar 87 mg/L, hal tersebut melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan berada di lingkungan hanya sebesar 1 mg/L.

Hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan kadar COD yang ada dalam limbah cair Zinc artifisial sebesar 256 mg/L, jumlah ini telah melebihi batas maksimal kandungan COD yang ada dilingkungan sebesar 50 mg/L. Menurut Clare (2002), kandungan COD yang tinggi dalam limbah bukan menjadi penyebab kematian Daphnia magna, karena Daphnia magna diketahui memiliki kemampuan mesnsintesis hemoglobin untuk bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang rendah kadar oksigen. kadar limbah anorganik yang diukur dari banyaknya oksigen yang diperlukan untuk memecah limbah anorganik yang dikenal sebagai angka Chemical Oxygen Demand (COD). Total Suspended Solids (TSS) menunjukkan kandungan bahan padat organik dan anorganik yang tersuspensi di dalam air, padatan organik ini menyebabkan warna air keruh (Wardhana, 2001). Hasil analisis faktor fisik dan kimiawi menunjukkan kadar TSS pada sampel limbah lebih tinggi dibandingkan kadar maksimum dalam pencairan dapat mempengaruhi kandungan oksigen terlarut. Semakin tinggi kadar TSS, maka kadar oksigen terlarut semakin rendah(Odum, 1994). Berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 8 Tahun 2009 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Pembangkit Listrik Tenaga Termal, Kadar maksimum Zinc yang diijinkan dibuang kebadang perairan adalah 1 mg/L. Sedangkan pada sampel limbah yang telah dilakukan pengukuran menujukkan bahwa limbah cair artifisial tersebut diketahui mengandung Zinc sebesar 1106 mg/L. Kadar tersebut nilainya lebih tinggi jika dibandingkan dengan kadar maksimum Zinc dalam lingkungan yaitu 1 mg/L, kadar tersebut sudah termasuk ke dalam kategori toksik terhadap manusia maupun organisme lainnya.

36

4.1.2 Uji Pendahuluan (Range Finding Test)

Pengamatan uji toksisitas akut ini dimulai dengan uji

pendahuluan (Range Finding Test) dilakukan untuk menentukan konsentrasi pengenceran yang akan digunakan pada Definitive Test (uji lanjutan). Pengukuran faktor fisik dan kimiawi seperti pH, suhu dan konduktivitas pada larutan uji setelah pengenceran harus dilakukan terlebih dahulu untuk mengetahui apakah parameter tersebut mempengaruhi kematian hewan uji atau tidak. Data hasil pengukuran faktor fisik kimiawi larutan uji dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi Larutan Uji Range Finding Test

Parameter

Konsentrasi

0% 0,01% 0,1% 1% 10% 100%

pH 7,0 7,0 7,2 7,33 7,46 7,7

Suhu (°C) 25 25 25,2 25,2 25,3 25,5

Konduktivitas (𝜇S/cm)

300 316 327 335 343 398

Sumber : Hasil pengukuran, 2017 Perairan dengan pH < 4 merupakan perairan yang sangat asam dan dapat menyebabkan kematian makhluk hidup, sedangkan pH > 9,5 merupakan perairan yang sangat basa yang dapat menyebabkan kematian dan mengurangi produktivitas perairan. Perairan laut maupun pesisir memiliki pH relatif lebih stabil dan berada dalam kisaran yang sempit, biasanya berkisar antara 7,7 – 8,4. pH dipengaruhi oleh kapasitas penyangga (buffer) yaitu adanya garam-garam karbonat dan bikarbonat yang dikandungnya (Boyd, 1982; Nybakken, 1992). Berdasarkan hasil pengukuran, parameter pH pada larutan uji limbah Zn artifisial berada pada rentang 7 – 7,7. Dimana nilai tersebut merupakan angka yang cukup aman untuk dilakukan pengamatan uji toksisitas akut pada uji pendahuluan.

37

Suhu atau temperatur juga merupakan faktor fisik dalam reproduksi, pertumbuhan, pendewasaan, dan umur organisme. Dalam ekosistem perairan, masing masing jenis organisme yang ada memiliki kisaran suhu optimum bagi kehidupannya. Untuk jenis hewan tertentu memiliki kisaran suhu optimum 32°C. Hewan yang ada dalam perairan yang sama tidak memiliki toleransi terhadap suhu yang demikian sehinggaakan mempengaruhi posisinya (tempat hidupnya) pada perairan tersebut (Isnaini, 2011). Hasil pengukuran pada larutan limbah cair Zn artifisial ini sebesar 24,8 – 25,5°C. Angka tersebut tidak melebihi suhu optimum pada perairan. Hasil pengukuran parameter konduktivitas pada larutan uji Zn artifisial ini didapatkan rentang 300 – 339 (𝜇S/cm). Menurut APHA (1976), Konduktivitas adalah gambaran numerik dari kemampuan air untuk meneruskan aliran listrik. Oleh karena itu semakin banyak garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi juga nialai konduktivitasnya. Asam, basa dan garam merupakan penghantar listrik yang baik sedangkan bahan organik merupakan penghantar listrik yang jelek. Konsentrasi pengenceran pada uji pendahuluan (Range Finding Test) yang digunakan adalah 0%, 0,01%, 0,1%, 1%, 10% dan 100%. Data hasil pengamatan uji pendahuluan ini dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Hasil pengamatan Range Finding Test

Pengulangan ∑ Mortalitas Daphnia magna

0% 0,01% 0,10% 1% 10% 100%

Rata-rata % 0 11,6 16,7 81,7 98,3 100

Sumber : Hasil pengukuran, 2017 Hasil pengamatan uji pendahuluan yang telah dilakukan selama dua hari atau 48 jam menunjukkan bahwa 50% mortalitas atau sepuluh ekor Daphnia magna mati dalam waktu 48 jam terdapat pada rentang konsentrasi 0,01% - 0,1%. Dilihat daru nilai kematian organisme Daphnia magna pada konsentrasi 0,015 didapatkan nilai rata-rata sebesar 11,6% san pada konsentrasi

38

1% didapatkan rata-rata sebesar 81,7%. Oleh karena itu dapat ditentukan bahwa untuk uji selanjutnya rentang yang digunakan adalah 0,01% - 1%. 4.1.3 Uji Lanjutan (Definitive Test)

Definitive Test (uji lanjutan) dilakukan untuk menentukan

LC50 dengan menggunakan seri pengenceran berdasarkan hasil Range Finding Test (uji pendahuluan). Pengukuran faktor fisik dan kimiawi seperti pH, suhu dan konduktivitas pada larutan uji setelah pengenceran harus dilakukan terlebih dahulu untuk mengetahui apakah parameter tersebut mempengaruhi kematian hewan uji atau tidak. Data hasil pengukuran faktor fisik kimiawi larutan uji dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Faktor Fisik dan Kimiawi Larutan Uji Definitive Test

Parameter

Konsentrasi

0% 0,01% 0,21% 0,32% 0,50% 1%

pH 7,0 7,0 7,0 7,2 7,4 7,4

Suhu (°C) 24,8 25 25 25,2 25,3 25,3

Konduktivitas (𝜇S/cm)

300 315 320 328 332 339

Sumber : Hasil pengukuran, 2017 Hasil pengamatan faktor fisik dan kimiawi larutan uji pada Definitive Test ditunjukkan oleh rentang suhu, pH dan konduktivitas selama 48 jam. Rentang pH dengan nilai 7,0 – 7,4, rentang suhu sebesar 24,8-25,5°C, dan nilai konduktivitas berada pada kisaran 300-339 (𝜇S/cm).

Berdasarkan hasil Range Finding Test, diketahui bahwa 50% mortalitas terjadi pada rentang pengenceran 0,01%-1%. Oleh karena itu berdasarkan konsentrasi pengenceran tersebut digunakan yaitu 0,01%, 0,1%, 0,21%, 0,32%, 0,5% dan 1%. Hasil pengamatan mortalitas Daphnia magna pada Definitive Test dapat dilihat pada Tabel 4.5

39

Tabel 4.5 Hasil Pengamatan Definitive Test Mortalitas Daphnia

magna

Pengulangan ∑ Mortalitas Daphnia magna

0% 0,01% 0,21% 0,32% 0,50% 1%

Rata-rata % 0 11,6 33,3 43,3 71,7 100

Sumber : Hasil Pengukuran, 2017

Hasil pengamatan Definitive Test yang dilakukan selama 2 hari atau 48 jam menunjukkan bahwa 59% mortalitas Daphnia magna dalam waktu 48 jam terdapat pada rentang konsentrasi 0,21%-0,32%. Pengaruh konsentrasi terhadap kematian hewan uji Daphnia magna. Semakin tinggi konsentrasi yang diberikan pada perlakuan maka semakin banyak juga kematian Daphnia magna pada rentang waktu 48 jam. Hasil pengamatan Definitive Test dengan menggunakan metode korelasi aritmatik diperoleh hasil nahwa data hasil pengamatan Definitive Test yang telah diperoleh kemudian dianalisis untuk mendapatkan niai LC50 48 jam.

40

4.1.4 Perhitungan Nilai Lethal Concentration (LC50) Data hasil pengamatan Definitive Test 24 jam dan 48 jam

yang telah diperoleh kemudian diuji normalitas dan homogenitasnya dengan menggunakan metode korelasi aritmatik. Uji normalitas dan homogenitas berperan dalam menentukan uji statistik selanjutnya untuk mendapatkan nilai LC50 24 jam dan 48 jam. Metode ini berguna untuk menentukan batas konsentrasi aman atau tidaknya suatu zat. Nilai LC50 24 jam dan 48 jam yang diperoleh dari hasil analisis metode korelasi dalam uji lanjutan (Definitive Test) dengan tiga kali pengulangan dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan LC50 48 Jam Menggunakan

Metode Korelasi aritmatik

Pengulangan

Konsentrasi Median respon 0 0,10 0,21 0,32 0,50 1

1 0 3 7 10 17 20

2 0 2 6 8 12 19

3 0 2 7 8 14 20

Rata-rata(%) 0,0 2,3 6,7 8,7 14,3 19,7 6,7

Sumber : Hasil analisis metode korelasi aritmarik, 2017

Setelah dilakukan analisis data dengan menggunakan metode korelasi aritmatik dari masing-masing pengulangan uji yang dilakukan, diketahui nilai LC50 Definitive Test 24 jam memiliki median respon kematian Daphnia magna sebesar 4,7 pada konsentrasi 0,21% dan diketahui nilai LC50 Definitive Test 48 jam memiliki median respon kematian Daphnia magna sebesar 6,7 pada rentang konsentrasi 0,21% - 0,32%.

41

Gambar 4.1 Grafik LC50 Metode Korelasi

Pada grafik diatas terdapat pengaruh bahwa semakin

tinggi konsentrasi larutan uji maka semakin besar rata-rata kematian Daphnia magna. Nilai LC50 yang dihasilkan pada korelasi artimatik adalah 6,7 dimana ada pada rentang 0,21%-0,31%. Sedangkan menggunakan metode probit yang digunakan untuk perhtiungan LC50 toksisitas limbah cair Zinc Artifisial, dimana hasil dari perhitungan LC50 limbah tersebut adalah 2,11mg/L. Hal ini terdapat kesesuaian antara metode korelasi aritmatik dengan metode probit.

Parameter yang sering digunakan dalam uji hayati adalah LC50 (Lethal Concentration), yaitu konsentrasi yang dapat mematikan organisme uji sebanyak 50% dari jumlah populasi dalam jangka waktu tertentu (Surtikanti, 2009). Nilai LC50 diperoleh dari hasil perhitungan korelasi aritmatik. LC50 merupakan indikasi untuk toksisitas suatu senyawa. Nilai LC50 yang diperoleh mencerminkan toksisitas bahan terhadap hewan uji. Semakin besar harga LC50 berarti semakin toksisitasnya semakin kecil dan sebaliknya jika semakin kecil harga LC50 maka semakin besar toksisitasnya.

y = 3,9x - 5,0333R² = 0,9751

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

0% 0,10% 0,21% 0,32% 0,50% 0,10%

Rat

a-ra

ta k

emat

ian

( e

kor)

Konsentrasi (%)

Linear ()

42

Hasil analisis korelasi aritmatik menunjukkan bahwa nilai LC50 48 jam sebesar 6,7 % memiliki karakteristik yang terdapat pada Tabel 4.7 di bawah ini:

Tabel 4.7 Karakteristik Limbah Cair Zinc Artifisial 48Jam

LC50 24 jam Parameter Kadar (mg/L)

6,7 BOD COD TSS Zinc

14,7 67,83 27 2,59

Sumber : Hasil Pengukuran, 2017

Nilai LC50 48 jam limbah cair Zinc artifisial terhadap Daphnia magna diketahui memiliki kadar Zinc sebesar 2,59 mg/L. Kadar Zinc tersebut menunjukkan besarnya kandungan Zinc pada medium uji selama 48 jam pada definitive test. Berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 8 Tahun 2009 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Pembangkit Listrik Tenaga Termal, Kadar maksimum Zinc yang diijinkan dibuang kebadang perairan adalah 1 mg/L.

Ion Zinc dapat berikatan dengan sisi aktif hemoglobin. Hemoglobin merupakan komponen yang paling penting dalam proses pengikatan oksigen di dalam darah. Salah satu sifat dari hemoglobin adalah dapat berkaitan dengan ion logam Adanya ikatan hemoglobin dari Zinc tersebut dapat mengakibatkan proses respirasi didalam tubuh Daphnia magna akan terhambat, yang mengakibatkan penurunan proses penghasilan energi. Apabila keadaan tersebut berlangsung terus menerus, maka akan mengakibatkan defisiensi penghasilan energi yang berujung pada kematian pada hewan, yang dalam penelitian ini adalah Daphnia magna.

Daphnia magna adalah hewan Crustaceae yang sangat memerlukan oksigen untuk kelangsungan hidupnya. Dengan adanya limbah cair Zinc artifisial dalam medium fresh water disinyalir menurunkan kadar oksigen dalam air, sehingga menyebabkan Daphnia magna kekurangan oksigen. Kekurangan oksigen tersebut dapat mengganggu proses fisiologis dalam

43

tubuh Daphnia magna. Hal tersebut bersesuaian dengan penelitian Supraptini (2002) yang menyebutkan bahwa karbon dalam jumlah tinggi yang terdapat pada limbah cair industri dapat meningkatkan COD.

Supraptini (2002) menyebutkan bahwa selain adanya COD, dalam limbah cair industri mengandung logam berat, salah satu yang paling tinggi kandungannya adalah Seng. Zinc yang teroksidasi dalam air berwarna kecoklatan dan tidak larut mengakibatkan penggunaan air menjadi terbatas. Air tidak dapat lagi dipergunakan untuk air rumah tangga, cucian, dan air industri. Dalam buangan limbah industri, kandungan besi berasal dari korosi pipa-pipa air. Mineral logam sebagai hasil reaksi elektro kimia yang terjadi pada perubahan air yang mengandung padatan terlarut mempunyai sifat mengantarkan listrik, dan ini mempercepat terjadinya korosi (Ginting, 2007)

Tingkat toksisitas limbah cair logam Zinc dapat ditentukan oleh hasil uji toksisitas yaitu nilai LC50 48 jam. Beberapa peneliti berpendapat bahwa jika pada pengujian selama 48 jam nilai LC50 ≥ 100% atau pada pengenceran 100% tidak mengakibatkan kematian pada organisme uji, maka limbah yang diuji dapat di klasifikasikan sebagai non toksik. Sebaliknya jika nilai LC50 kurang dari 100% maka limbah yang diuji diklasifikasikan sebagai toksik (Verma, 2008) Kriteria tingkat toksisitas akut berdasarkan nilai LC50 48 jam menunjukkan bahwa sampel limbah cair Zinc artifisial termasuk dalam kategori amat sangat toksik, karena nilai LC50 sebesar 7,6%, dengan kadar Zinc pengamatan LC50 48 jam sebesar 2,59 mg/L. Kadar tesebut sudah melebihi baku mutu limbah cair Industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).

44

4.2 Uji Toksisitas Kronis

Pada uji toksisitas kronis ini terdapat beberapa pembahasan yaitu pengukuran parameter fisik-kimia medium uji Daphnia magna, daya reproduksi dan morfometri Daphnia magna. Berikut ini adalah pembahasan uji toksisitas kronis :

4.2.1 Pengukuran Parameter Fisik-Kimia Medium Uji

Daphnia magna

Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi kehidupan suatu organisme termasuk Daphnia magna. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan pengukuran dan analisis beberapa parameter fisika dan kimia medium uji yang digunakan yaitu suhu, kadar oksigen terlarut (DO) dan derajat keasaman (pH). Tabel 4.8 dibawah ini merupakan kisaran parameter fisik-kimia yang diukur sebelum dan setelah penelitian uji toksisitas kronis.

Tabel 4.8 Kisaran Nilai Parameter Fisik-Kimia Medium Uji

Daphnia magna

Parameter Nilai

Awal Akhir

Suhu (°C) 25 - 25,5 25 - 25,5

pH 7,0 – 7,16 7,09 – 7,21

DO (mg/L) 5,4 – 6,8 5,0 – 6,5

Sumber : Hasil Pengukuran, 2017

Kehidupan Daphnia magna sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan terutama suhu. Menurut EPS (1992), suhu optimal air dalam kultur Daphnia magna berada pada kisaran 25°C sampai 26°C Kisaran tersebut merupakan kisaran suhu yang paling baik untuk pertumbuhan, perkembangan serta tingkat reproduksi Daphnia magna. Suhu medium uji berada pada rentang 25°C – 25,5 °C sehingga dapat dikategorikan normal. Daphnia magna merupakan invertebrata air yang sangat peka

45

terhadap suatu perubahan suhu terutama saat perkembangan larva hingga dewasa (Djarijah,1995). Suhu yang terlalu tinggi atau rendah dapat mengganggu pertumbuhan dan perkembangan Daphnia magna. Hal ini berkaitan dengan enzim dalam tubuh Daphnia magna yang kinerjanya dipengaruhi oleh suhu, dimana enxim akan bekerja dengan baik pada kisaran suhu normal.Menurut EPA (1991), Daphnia magna merupakan hewan yang dapat dikembangbiakkan dalam rentang suhu yang luas, namun harus tetap dilindungi dari perubahan suhu yang mendadak karena dapat menyebabkan kematian.

Selain suhu, Daphnia magna memerlukan pH yang sesuai untuk hidupdan berkembang biak. pH optimum agar Daphnia magna dapat bertahan hidup berasa pada kisaran 6 – 8,5. Dari Tabel 4.8 dapat dilihat bahwa pH medium uji yang digunakan berada pada rentang 7,0 – 7,21. Hal ini menunjukkan bahwa medium tersebut mendukung kehidupan Daphnia magna. Berdasarkan EPS (1990), kondisi air yang terlaku asam akan menghambat pembentukkan kulit baru, sedangkan bila terlalu basa akan mengakibatkan Daphnia magna menjadi lebih sensitif sehingga kehidupannya terganggu. Perubahan pH yang terjadi selama pengujian dapat disebabkan karena adanya perbedaan konsentrasi yang digunakan dan pengaruh pemberian makan yang mengandung ragi. Selagi itu juga ekskresi dari Daphnia magna dapat menjadi salah satu faktor yang berpengaruh terhadap perubahan pH.

Dari Tabel 4.8 dapat dilihat bahwa kisaran nilai DO mengalami penurunan pada akhir uji. Hal ini terjadi karena adanya penggunaan oksigen oleh Daphnia magna. Daphnia magna masih dapat bertahan hidup pada kandungan oksigen terlarut 3-5 mg/L. Namun APHA (1995) menyarankan agar kandungan oksigen terlarut didalam media uji lebih besar dari 6 mg/L. Hal ini dikarenakan kadar DO paling rendah untuk dapat bertahan hidup dengan baik bagi organisme adalah 4 - 10mg/L (EPS,1990).Kadar oksigen terlarut pada pengujian limbah Zinc artifisial ini berada pada kisaran 5,0 - 6,8 mg/L. Nilai tersebut menunjukkan bahwa kadar oksigen terlarut dalam larutan uji berada pada kisaran normal untuk kelangsungan hidup Daphnia magna.

46

4.2.2 Daya Reproduksi

Penelitian uji toksisitas kronis dilakukan dengan cara mengamati kuantitas perkembangbiakkannya atau reproduksi serta mengamati morfometri hewan uji Daphnia magna. Konsentrasi pengenceran yang dilakukan pada pengamatan ini didapatkan dari penurunan konsentrasi pada uji toksisitas akut dibawah 0,1%. Konsentrasi tersebut yaitu 0,02%, 0,04%, 0,06%, 0,08%, dan 0,1%. Pengamatan ini untuk mengetahui pengaruh kelima konsentrasi tersebut terhadap rata-rata jumlah neonate dan freksuensi reproduksi Daphnia magna yang dihasilkan pada uji toksisitas kronis limbah cair Zinc artifisial dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9 Pengaruh Konsentrasi terhadap Rata-rata Jumlah

Neonate dan Frekuensi Reproduksi Daphnia magna

Sumber : Hasil Pengamatan, 2017

Dari Tabel 4.9 dapat dilihat bahwa rata-rata jumlah neonate terbesar pada konsentrasi 0% (kontrol) yaitu sebanyak 134 neonate, pada konsentrasi 0,02% dihasilkan rata-rata jumlah neonate sebanyak 86 neonate, konsentrasi 0,04% dihasilkan sebanyak 60 neonate, konsentrasi 0,06% dihasilkan sebanyak 42 neonate, konsentrasi 0,08% sebanyak 31 neonate sedangkan rata-rata jumlah neonate terkecil terdapat pada konsentrasi 0,1% yaitu sebanyak 25 neonate. Pengaruh konsentrasi terhadap rata-rata jumlah neonate yang dihasilkan yaitu berbanding terbalik. Semakin kecil konsentrasi pengenceran yang diberikan maka semakin besar jumlah neonate Daphnia magna yang dihasilkan.

Konsentrasi

(%)

Rata-rata Jumlah Neonate Frekuensi

Reproduksi

Kontrol 134

6

0,02 86 5

0,04

0,06

60

42

5

4

0,08 31 4

0,1 25 2

47

Selain itu juga, perbedaan terlihat pada frekuensi kelahiran yang lebih tinggi dengan frekuensi rata-rata 6 kali kelahiran jika dibandingkan dengan perlakuan frekuensi rata-rata 2-5 kali kelahiran. Pada Tabel 4.9, konsentrasi 0% atau kontrol nonate pertama kali lahir pada hari ke- 9-10 dengan frekuensi reproduksi sebanyak 6 kali selama 21 hari pengujian, Pada perlakuan limbah cair Zinc artifisial dengan konsentrasi 0,02% dan 0,04%, neonate dihasilkan pada hari ke-12 sampai hari ke-15 dengan frekuensi reproduksi sebanyak 5 kali, sedangkan pada konsentrasi 0,06% dan 0,08% neonate dihasilkan pada hari ke-13 sampai hari ke-15 dengan frekuensi reproduksi sebanyak 4 kali. Pada konsentrasi 0,1% neonate paling lambat lahir yaitu pada hari ke-14 sampai hari ke-16 dengan frekuensi reproduksi sebanyak 2 kali. Pengaruh konsentrasi terhadap frekuensi reproduksi yang dihasilkan berbanding terbalik, semakin besar konsentrasi yang diberikan maka semakin kecil frekuensi reproduksi Daphnia magna yang dihasilkan. Grafik pengaruh konsentrasi terhadap rata-rata jumlah neonatre dan frekuensi reproduksi akan disajikan pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 berikut ini.

Gambar 4.2 Rata-rata Jumlah Nonate Daphnia magna pada

Limbah Cair Zinc Artifisial

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Jum

lah

(ek

or)

Konsentrasi (%)

48

Gambar 4.3 Frekuensi Reproduksi Nonate Daphnia magna

pada Limbah Cair Zinc Artifisial

Berdasarkan Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi limbah maka semakin sedikit jumlah neonate yang dilahirkan dan semakin kecil juga nilai frekuensi reproduksinya. Hal ini dapat diartikan bahwa konsentrasi berbanding terbalik dengan jumlah neonate yang dilahirkan dan frekuensi kelahiran Daphnia magna.

Keadaan media hidup yang kurang mendukung karena adanya bahan toksik dalam limbah cair yang akan mengakibatkan telur yang dihasilkan Daphnia magna sedikit jumlahnya. Daphnia magna merupakan hewan akuatik yang sensitif terhadap pencemaran air (EPS,1990), sehingga Daphnia magna akan berkembang biak dengan optimal pada lingkungan atau media yang mendukung proses perkembangbiakkannya.

Logam berat yang terkandung dalam limbah cair Zinc artifisial juga dapat menjadi penyebab menurunnya produksi telur Daphnia magna. Dhahiyat (2001), mengungkapkan bahwa uji kronik logam berat Zinc terhadap Daphnia magna selma 21 hari memperlihatkan kecenderungan penurunan jumlah neonate yang dilahirkan. Jumlah neonate yang dihasilkan pada kontrol lebih banyak dibandingkan dengan perlakuan.

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Frek

uen

si

Konsentrasi (%)

49

Selain kondisi lingkungan dan kandungan logam berat dalam limbah, faktor lain juga berpengaruh terhadap perkembangbiakkan Daphnia magna adalah makanan. Menurut Stuart et al., (1931) dalam Chumaedi dan R. Djadjadireja (1982), dibawah kondisi percobaan, makanan lebih berpengaruh terhadap proses perkembangbiakkan Daphnia magna, sehingga hal ini akan mempengaruhi jumlah neonate yang dihasilkan.

Analisis Data

Untuk melihat signifikansi pengaruh limbah cair Zinc artifisial terhadap rata-rata jumlah neonate yang dihasilkan dan frekuensi kelahirannya dilakukan dengan uji Anava dengan taraf kepercayaan 95% (α=0,05), apabila hasil pengujian signifikan atau masing-masing perlakuan berbeda secara nyata, maka dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan. Berdasarkan hasil uji ANAVA mengenai pengaruh limbah cair Zinc artifisial terhadap jumlah rata-rata neonate yang dihasilkan oleh Daphnia magna selama 21 hari, diperoleh hasil yang signifikansi dengan nilai signifikansi 152,9 (>3,11), sehingga dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan. Begitu pula dengan hasil Anava mengenai pengaruh limbah cair Zinc artifisial terhadap frekuensi reproduksi Daphnia magna yang menunjukkan hasil signifikan 13,2 (>3,11) sehingga dilanjutkan dengan uji jarak Duncan.

Pada Tabel 10 dan Tabel 11 ini masing-masing menunjukkan hasil uji jarak Duncan pengaruh limbah cair Zinc artifisial terhadap rata-rata jumlah neonate dan frekuensi reproduksi Daphnia magna.

50

Tabel 10. Hasil Uji Jarak Duncan Pengaruh terhadap Rata-rata Jumlah Neonate Daphnia magna

No Konsentrasi(%) Rata-rata notasi

1 0,1 25 a

2 0,08 31 a

3 0,06 42 c

4 0,04 60 d

5 0,02 86 e

6 0 134 f

Sumber : Analisis Data Microsoft Excel 2016 , 2017

Berdasarkan Tabel 10 dapat dilihat bahwa terdapat pengaruh berbeda nyata antara kontrol dengan konsentrasi 0,1 dan 0,08 yang ditunjukkan dengan berbedanya huruf signifikansi diantara konsentrasi tersebut. Tabel tersebut juga memperlihatkan bahwa konsentrasi 0,06, 0,04, 0,02 memiliki signifikansi huruf yang berbeda. Hal ini berarti konsentrasi konsentrasi tersebut bla dibandingkan denhan kontrol akan memberikan pengaruh yang berbeda.

Tabel 11. Hasil Uji Jarak Duncan Pengaruh terhadap Frekuensi Reproduksi Daphnia magna

No Konsentrasi (%) Rata-rata Notasi

1 0,1

2 a

2 0,08

4 b

3 0,06

4 b

4 0,04

5 c

5 0,02

5 c

6 0

6 d

Sumber : Analisis Data Microsoft Excel 2016 , 2017

51

Tabel 4.11 diatas menunjukkan bahwa terdapat pengaruh berbeda nyata antara kontrol dengan perlakuan limbah konsentrasi 0,1% yang ditunjukkan dengan berbedanya huruf signifikansi diantara konsentrasi tersebut. Tabel tersebut juga memperlihatkan bahwa konsentrasi 0,08%, 0,06%, 0,04%, dan 0,02% memiliki signifikansi nilai yang berbeda terhadap kontrol, hal ini berarti limbah cair Zinc artifisial memiliki pengaruh yang berbeda terhadap frekuensi reproduksi Daphnia magna.

4.2.3 Morfometri Daphnia magna

Pengamatan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kelima konsentrasi tersebut terhadap morfometri yaitu panjang dan lebar tubuh Daphnia magna yang dihasilkan pada uji toksisitas kronis limbah cair Zinc artifisial. Konsentrasi pengenceran yang dilakukan pada pengamatan ini didapatkan dari penurunan konsentrasi pada uji toksisitas akut dibawah 0,1%. Konsentrasi tersebut yaitu 0,02%, 0,04%, 0,06%, 0,08%, dan 0,1%. Nilai rata-rata ukuran panjang dan lebar neonate Daphnia magna yang dihasilkan pada uji toksisitas kronis limbah cair Zinc artifisial dapat dilihat pada Tabel 4.12 .

Tabel 4.12. Rata-rata pajang dan Lebar Tubuh Neonate Daphnia magna pada Limbah Cair Zinc artifisial

Konsentrasi (%)

Rata-rata Panjang Neonate *)

Rata-rata Lebar Neonate *)

0,1% 889,44𝜇m ± 6,1 506,69 𝜇m ± 7,6

0,08% 945,42 𝜇m ± 25,5 559,08 𝜇m ± 1,1

0,06% 968,99 𝜇m ± 11,1 592,47 𝜇m ± 6,2

0,04% 1001,78 𝜇m ± 7,3 604,25 𝜇m ± 0,4

0,02% 1063,41 𝜇m ± 9,0 657,82 𝜇m ± 8,8

Kontrol 1137,42 𝜇m ± 6,8 802,19 𝜇m ± 2,0

*) Rata-rata ± Standar Deviasi

52

Berdasarkan hasil yang diperoleh selama 21 hari pengamatan toksisitas kronis seperti yang disajikan pada Tabel 4.12, terlihat bahwa nilai rata-rata ukuran panjang tubuh neonate yang dilahirkan Daphnia magna pada perlakuan limbah berbagai konsentrasi lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan kontrol. Rata-rata ukuran panjang tubuh pada media limbah cair Zinc artifisial berbagai konsenstrasi berada pada rentang nilai

945,42 𝜇m sampai 1137,42 𝜇m, sedangkan rata-rata ukuran panjang tubuh pada kontrol adalah sebesar 889,44 𝜇. Perbedaan rata-rata tersebut menunjukkan bahwa ukuran panjang tubuh Daphnia magna pada kontrol lebih pendek jika dibandingkan dengan ukuran panjang tubuh perlakuan. Hal tersebut dapat dilihat pada grafik dibawah ini.

Gambar 4.4 Grafik Morfometri Daphnia magna

Dari Gambar 4.4 terlihat bahwa semakin tinggi

konsentrasi perlakuan limbah maka semakin panjang ukuran tubuh Daphnia magna. Demikian juga dengan lebar tubuh neonate bahwa semakin tinggi konsentrasi perlakuan limbah maka semakin lebar ukuran Daphnia magna. Jika dibandingkan dengan jumlah neonate yang dilahirkan, maka terdapat suatu hubungan yang sinergis, yakni semakin tinggi konsentrasi limbah maka akan semakin sedikit jumlah neonate yang dilahirkan,

y = 123,78ln(x) + 865,34R² = 0,8611

y = 132,23ln(x) + 475,43R² = 0,7354

0

200

400

600

800

1000

1200

0,1% 0,08% 0,06% 0,04% 0,02% 0%

Rat

a-ra

ta

Konsentrasi

Panjang Lebar

Log. (Panjang) Log. (Lebar)

53

namun semakin panjang ukuran tubuhnya. Hal ini diduga berhubungan dengan kapasitas kantung telur (brood chamber) sebagai tempat penyimpanan telur Daphnia magna. Pada kontrol, telur yang dihasilkan jumlahnya banyak, sehingga ukuran neonate lebih kecil-kecil jika dibandingkan pada perlakuan yang jumlah telurnya lebih sedikit.

Selain itu, faktor lain yang menjadi penyebab neonate Daphnia magna lebih pendek adalah nutrisi yang diperoleh selama masa kehamilan. Telur pada Daphnia magna yang diberi perlakuan jumlahnya lebih sedikit sehingga nutrisi yang didapatkan oleh setiap telur tersebut akan lebih banyak jika dibandingkan dengan telur pada Daphnia magna kontrol yang lebih banyak jumlahnya. Schwart dan Ballinger dalam Dhidayat (1997) menyatakan bahwa Daphnia magna akan memiliki ukuran anakan yang besar apabila mendapatkan kuantitas dan kualitas makanan yang baik.

54

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan Berdasarkan penelitian tugas akhir yang telah dilakukan penulis dapat disimpulkan hasil penelitian sebagai berikut : 1. Kriteria tingkat toksisitas akut berdasarkan nilai LC50 48 jam

menunjukkan bahwa sampel limbah cair Zinc artifisial termasuk dalam kategori amat sangat toksik, karena nilai LC50 sebesar 7,6%, dengan kadar Zinc pengamatan LC50 48 jam sebesar 3,59 mg/L. Kadar tesebut sudah melebihi baku mutu limbah cair PLTU Kota Cirebon.

2. Hasil uji reproduksi memperlihatkan bahwa limbah cair Zinc artifisial dapat menurukan daya reproduksi Daphnia magna. Jumlah rata-rata neonate yang dihasilkan pada kontrol adalah 134 ekor sedangkan pada perlakuan berbagai konsentrasi limbah berkisar antara 25 – 86 ekor.

3. Hasil pengamatan terhadap morfometri Daphnia magna menunjukkan bahwa limbah cair Zinc artifisial dapat menghambat panjang tubuh dan berpengaruh terhadap pertumbuhan lebar tubuhnya

5.2 Saran Pihak pengelola Industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap di Kota Cirebon sebaiknya dapat meminimalisir kandungan logam berat termasuk Zinc pada proses pengolahan limbahnya. Selain itu disarankan pula untuk dilakukan penelitian lebih lanjut dengan melakukan uji toksisitas kronis terhadap bentuk, jumlah telur, kerusakan organ tubuh serta kandungan logam yang terdapat dalam tubuh Daphnia magna. Tidak menutup kemungkinan jika penelitian ini dilakukan pada hewan uji yang berbeda, sehingga didapatkan informasi yang lebih banyak mengenai konsentrasi yang aman dalam penanganan limbah cair industri pembangkit listrik tenaga uap.

55

DAFTAR PUSTAKA

APHA, 1995. Standard Methods for The Examination of Water and Waste Water. 19th edition. Washington: American Public Health Association

Delbaere, D & P.Dhert. 1996. Cladocerans, Nematodes & Trochopora Larvae dalam manual “On The Production and use of Live Food for Aquaculure.” Food and Agriculture Organization of the United Nations. New York

Dhidayat,Y dan N. Djuangsih. 1997. Uji hayati (Bioassay): LC50(Acute Toxicity test) Menggunakan Daphnia dan Ikan. PPSDAL-LP. Unpad : Bandung

Esmiralda. 2010. Uji Toksisitas Akut Limbah Cair Industri Biodiesel Hasil Biodegradasi Secara Aerob Skala Laboratorium. Jurnal Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Andalas: Padang

EPA,1991. Methods for Measuring The Acute Toxicity of Effluents and Receiving Water to Freshwater and Marine Organism. 4th Edition. United States Enviromental Protection Agency, Washington

EPS, 1990. Biological tests Method : Acute Lethality Test Using Daphnia spp. Report EPS 1/Rm/11. July. Edition. Canada

Harmita, 2009. Analisis Hayati Uji Toksisitas. Departemen Biologi, FMIPA Universitas Indonesia. Depok.

Husni, H dan Esmiralda. 2010. Uji Toksisitas Akut Limbah Cair Industri Tahu terhadap Ikan Mas (Cyprinus carpio Lin). Jurusan Teknik Lingkungan, Universitas Andalas. Padang

Manggung, R. E. R. 2008. Pengujuan Toksisitas Akut Lethal Dose 50 (LD50) Ekstrak Etanol Buah Belimbing Wuluh (Averrhoa bilimbi) pada Mencit. Skripsi.

56

Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor. Bogor

Mokoginta, Ing. 2003. Budidaya Pakan Alami Air Tawar, Modul : Budidaya Daphnia. Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan-Dikdasmen Depdiknas

Odum, E. P. 1994. Dasar-dasar Ekologi. Edisi Ketiga. Yogyakarta : Gajah Mada University Press

Oginawati,K. 2002. Konsep Ekotoksikologi Limbah B3 dan Kesehatan. Bandung : Departemen Teknik Lingkungan Institut Teknologi Bandung

Pennak, R.W. 1989. Freshwater Invertebrate of The United States (3rd ed). John Wiley & Sons. New York.

Pratiwi, Y., Sri, S., dan Winda, F.W. 2012. Uji Toksisitas Limbah Cair Laundry Sebelum dan Sesudah Diolah dengan Tawas dan Karbon Aktif terhadap Bioindikator (Cyprinus carpio L.). Jurnal Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Sains Terapan Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Sains Terapan,Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta.

Pratomo, Nurseptian. Uji Toksisitas Limbah Cair Industri Penyamakan Kulit. Bandung: Universitas Padjajaran

Rand, M. C., A. E. Greenberg, and M.J. Taras. 1975. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Fourteenth Edition. APHA, AWWA, Washington.

Retnomurti, H. P. 2008. Pengujian Toksisitas Akut Ekstrak Buah Merah (Pandanus conoideus Lam.) secara In Vivo. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor

Rossiana, Nia. 2006. Uji Toksisitas Limbah Cair Tahu Sumedang Terhadap Reproduksi Daphnia Carinata King. Jurnal Biologi. UNPAD

57

Rottmann, RW, J. Scott Graves, Craig Watson and Roy P.E. Yanong. 2003. Culture Techniques of Moina: The Ideal Daphnia for Feeding to Freshwater Fish Fry. Institute of Food and Agricultural Sciences. University of Florida

Salim, 1992. Uji Toksisitas Akut Senyawa Lumpur Bor Terhadap Daphnia carinata dengan Metode LC50. Bandung : Universitas Padjajaran

Supraptini. 2002. Pengaruh Limbah Industri Terhadap Lingkungan di Indonesia. (Online). Tersedia:ejournal.litbang.depkes.go.id/index.php/MPK/article/downlo../56,,pdf daikses pada 3 Maret 2017

USEPA (United States Environmental Protection Agency). 2002. Method for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organism. Fifth Edition. EPA-821-R-02-012. Office of Water (43035). Washington

Verma, S.R, Tyagi, A. K, dan Dalela, R. C. 2008. Toxicity of Textile Waste to Some Teleost Fishes. Poulltion Relevant Research Laboratory, India

Wardoyo, S.T.H. 1975. Pengelolaan Kualitas Air (Water Quality Management). Institut pertanian Bogor. Bogor.

Wardhana, A.W.2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Revisi. Yogyakarta

Waterman, T.H. 1960. The Physiology of Crustacean. Volume : Metabolism and Growth. Academic Press. New York.

58