Pengaruh Buruk Air Limbah (skripsi dan tesis)

Air limbah sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia mengingat banyak penyakit yang ditularkan melalui air limbah. Air limbah ini ada yang berfungsi sebagai pembawa penyakit saja seperti kolera, radang usus, hepatitis, tetapi air limbah juga mengandung banyak organisme patogen penyebab penyakit seperti virus, vibrio kolera, salmonella spp., Shigella spp., Basillus anthraksis, dan jenis mikroorganisme patogen lainnya. Air limbah juga mengandung bahan beracun penyebab iritasi, bau, dan suhu yang tinggi serta bahan mudah terbakar (Udin et al., 1991).
Air limbah mempunyai sifat fisik, kimiawi dan bakteriologi yang dapat menjadi sumber pengotoran lingkungan. Apabila tidak dikelola dengan baik akan dapat menimbulkan pencemaran air permukaan, air tanah atau lingkungan hidupnya. Disamping itu kadang – kadang menimbulkan bau yang tidak enak serta pemandangan yang tidak menyenangkan. Dalam Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2004 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran pada Pasal 4 ayat (2) dinyatakan bahwa pengendalian pencemaran air dilakukan untuk menjamin kualitas air agar sesuai dengan baku mutu air melalui upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas air. Sehingga perlu dilakukan upaya untuk mengurangi dampak buruk air limbah terhadap lingkungan.

Air Limbah Domestik (skripsi dan tesis)

     Yang dimaksud dengan air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari kegiatan rumah tangga, yang terdiri dari bahan buangan tubuh manusia dan pembersih tubuh, pakaian, dan peralatan rumah tangga. Air limbah domestik yang berasal dari bahan buangan manusia dari tinja dan air kemih, sedang yang berasal dari penyiapan bahan makanan dan pembersihan misalnya : sisa bahan makanan, bahan pencuci, bahan pembersih, dan lain – lain.
            Air limbah domestik berwarna abu-abu keruh dan tidak begitu merangsang baunya ketika masih baru. Air limbah domestik terdiri dari air dan padatan terapung dan tersuspensi, koloid dan terlarut (Mara, 1976). Di daerah tropik air limbah domestik akan segera kehilangan oksigen sehingga menyebabkan bau busuk yang sangat menyengat.
            Padatan dalam air limbah terdiri dari fraksi anorganik dan fraksi organik. Fraksi anorganik meliputi butiran kasar, garam dan logam. Fraksi organik meliputi protein, karbohidrat, lemak, dan minyak (Reynolds, 1995). Di samping senyawa kimia, tinja dan air kemih juga mengandung  berjuta bakteri usus an sejumlah organisme lain. Sebagian besar bakteri tidak berbahaya, bahkan bermanfaat, tetapi sebagian kecil mampu menimbulkan penyakit. Senyawa organik terutama protein dan karbohidrat adalah makanan yang paling disukai oleh bakteri, sehingga dapat dimanfaatkan untuk penogolahan air limbah secara biologi.
            Sumber utama air limbah domestik berasal dari perumahan dan daerah perdagangan, sementara sumber lainnya adalah perkantoran atau lembaga serta dari tempat rekreasi. Untuk daerah perumahan, air limbah domestik biasanya diperhitungkan melalui jumlah kepadatan penduduk dan rata – rata tiap orang dalam membuang air limbahnya. Semakin tinggi tingkat kepadatan penduduk di suatu permukiman,  maka semakin besar jumlah air limbah yang dihasilkan (Metcalf dan Eddy, 1991 ).

Karakteristik Air Limbah (skripsi dan tesis)

arakteristik air limbah dapat dibedakan menurut kualitas dan kuantitasnya. Yang dimaksud dengan kualitas karakteristik air buangan adalah ditinjau dari segi fisik, kimia, dan biologi; sedangkan kuantitasnya adalah besarnya kapasitas atau debit air buangan yang dihitung berdasarkan pemakaian dalam memenuhi kebutuhan sehari – hari baik itu domestik maupun non domestik.
Secara umum karakteristik kualitas air buangan dapat ditentukan oleh dua faktor yaitu: kadar Suspended Solid (SS) dari air buangan dan kadarBiological Oxygen Demand (BOD) air buangan. Karakteristik air buangan menurut kualitasnya terdiri dari :

1. Sifat Fisik

• Warna

Warna air buangan dipengaruhi oleh umur, komposisi zat yang terdapat dalam air buangan dari proses dekomposisi yang dilakukan mikroorganisme terhadap zat yang terkandung dalam air buangan tersebut. Perubahan warna dimulai dari warna kuning, coklat tua, kelabu, yang akhirnya menjadi hitam dimana pada saat itu kadar oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk proses dekomposisi mendekati nol.

• Bau

Bau yang dihasilkan dari dekomposisi zat organik diantaranya berupa gas H₂S, NH₃ dan CH₄. Bau yang timbul ditentukan oleh umur air buangan, bau yang tajam biasanya dimulai pada saat proses penguraian yang menghasilkan gas.

• Temperatur

Temperatur merupakan parameter yang dapat mempengaruhi kehidupan di dalam air yaitu mengubah reaksi kimia dan mempengaruhi penggunaan sumber daya air. Temperatur air buangan biasanya lebih tinggi dari temperatur air bersih, hal ini disebabkan adanya panas dari aktivitas domestik dan industri. Temperatur dapat mempengaruhi proses penguraian, aktifitas dan perkembangan mikroorganisme serta berpengaruh pada kelarutan oksigen (dissolved oxygent) menjadi lebih kecil. Hal ini mengakibatkan timbulnya bau lebih cepat dan perubahan komposisi zat organik serta viskositas cairan akan bertambah.

• Kekeruhan

Kekeruhan disebabkan oleh adanya zat padat yang tidak terlarut dalam air. Zat padat dibedakan menjadi zat padat yang tersisa setelah pemanasan pada temperatur 600°C.

1. Sifat Kimia

• Zat Organik

Zat organik berasal dari tumbuhan, hewan dan aktivitas manusia yang tersusun dalam komposisi ikatan karbon, H₂O, O₂ bersama N₂. Unsur lain yang biasanya terdapat dalam air buangan adalah sulfur, fosfor dan besi. Dalam air buangan domestik terkandung 40-60 % protein, 25-50 % karbohidrat dan 10 % lipida.

• Zat Anorganik

Beberapa komponen zat anorganik dari air buangan adalah sangat penting untuk meningkatkan dan pengawasan kualitas air minum. Pemeriksaan zat anorganik biasanya dilakukan terhadasp pH, logam berat, nitrogen, fosfor, dan zat-zat beracun. Pendekatan komposisi air buangan domestik menurut T.H.Y Tebbut (1970), adalah sebagai berikut :

• Gas – Gas

Gas-gas dihasilkan oleh aktifitas biologis dan reaksi kimia yang terdapat dalam air buangan. Gas-gas ini berasal dari atmosfer (N₂, O₂, CO₂) dan dekomposisi zat organik (H₂S, NH₃, CH₄).

1. Sifat Biologi

Bakteri – bakteri yang berada dalam air buangan berupa bakteri aerobik, anaerobik dan fakultatif, macam – macam bakteri tersebut adalah :
-     Bakteri patogen berasal dari buangan manusia yang sifatnya sangat berbahaya.
-     Bakteri Coli sebagai indikatorpencemaran karena coli mudah dikembangbiakkan dan selalu ada di dalam tinja manusia.

Bakteri Acetobacter xylinum (skripsi dan tesis)

Acetobacter adalah sebuah genus bakteri penghasil asam asetat, ditandai dengan kemampuannya mengubah etanol (alkohol) menjadi asam asetat (asam cuka) dengan bantuan udara. Ada beberapa bakteri dari golongan lain yang mampu menghasilkan asam asetat dalam kondisi tertentu, namun semua anggota genus Acetobacter dikenal memiliki kemampuan ini.
Bakteri-bakteri Acetobacter dikenal penting secara komersial, antara lain karena dapat digunakan dalam produksi cuka (dengan sengaja mengubah etanol pada anggur menjadi asam asetat namun dapat juga merusak anggur, dengan menghasilkan asam asetat atau etil asetat, yang merusak rasa anggur tersebut. Pertumbuhan Acetobacter pada anggur dapat dicegah dengan sanitasi yang efektif, pemisahan udara dari anggur secara sempurna, maupun penggunaan secukupnya sulfur dioksida sebagai pengawet pada anggur. Di laboratorium, Acetobacter dikenali dengan mudah dengan pertumbuhan koloninya di medium yang mengandung 7% etanol, dan ditambahi kalsium karbonat secukupnya untuk memburamkan medium sebagian. Ketika koloni tersebut membentuk asam asetat yang cukup, kalsium karbonat kemudian melarut sehingga terbentuk daerah bening yang jelas pada medium. (Martinko, 2005)
Salah satu spesies acetobacter yang banyak dikenal adalah Acetobacter xylinum. Spesies ini adalah bakteri gram negatif yang memiliki kemampuan sintesis prolific selulosa yang unik yaitu dengan mensekresikan kristal-kristal mini yang bersatu membentuk microfibrils. Material ini kemudian membentuk senyawa yang lebih besar yang disebut sebagai pita. Pita inilah yang secara langsung dapat kita lihat dengan mikroskop cahaya biasa.  (Bergey’s, 1984)
Klasifikasi ilmiah
Kerajaan       : Bacteria
 Filum           : Proteobacteria
 Kelas           : Alpha Proteobacteria
 Ordo            : Rhodospirillales
 Familia        : Pseudomonadaceae
 Genus          : Acetobacter
Spesies         : xilynum
Gambar 2. Acetobacter Xilynum (Sdumber: Bergey’s, 1984)
Keterangan:

1. Dinding sel
2. Membran sel
3. Kapsul
4. Citoplasma

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PEMBUATAN NATA (skripsi dan tesis)

Untuk menghasilkan produksi nata yang maksimal perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut :

1. Jenis dan konsentrasi medium

Medium fermentasi ini harus banyak mengandung karbohidrat (gula) disamping vitamin dan mineral, karena pada hakekatnya nata tersebut adalah slime ( menyerupai kapsul) dari sel bakteri yang kaya selulosa yang diproduksi dari glukosa oleh bakteri Acetobacter xylinum.
Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk precursor (penciri nata) pada membrane sel. Precursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan bersama enzim mempolimerisasi glukosa menjadi selulosa yang merupakan bahan dasas pembentukan slime (Palungkun,1993).
Menurut Rahman (1992) nata ini merupakan hasil fermentasi dari Acetobacter xylinum, bakteri ini dapat tumbuh dan berkembang dalam medium gula dan akan mengubah gula menjadi selulosa. Kadar karbohidrat optimum untuk berlangsungnya produksi nata adalah 10%.

1. Jenis dan konsentrasi starter

Pada umumnya Acetobacter xylinum merupakan starter yang lebih produktif dari jenis starter lainnya, sedang konsentrasi 5-10% merupakan konsentrasi yang ideal (Rahman, 1992).

1. Lama fermentasi

lama fermentasi yang digunakan dalam pembuatan nata pada umumnya 2-4 minggu. Minggu ke-4 dari waktu fermentasi merupakn waktu maksimal produksi nata, yang berarti lebih dari 4 minggu prodfuksi nata akan menurun (Awang, 1991).

1. Suhu fermentasi

pada umumnya suhu untuk pertumbuhan bakteri pembuat nata adalah suhu kamar (28⁰C). suhu yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi akan menggangu pertumbuhan bakteri pembuat nata yang akhirnya juga akan menghambat produksi nata.

1. pH fermentasi

derajat keasaman yang dibtuhkan dalam pembuatan nata adalah 3-5 atau dalam suasan asam. Pada kedua sisi pH optimum, aktifitas enzim seringkali menurun dengan tajam. Penurunan pH bisa terjadi akibat fermentasi karbohidrat menjadi asam, sehingga semakin lam fermentasinya maka akan semakin cenderung terjadi penurunan pH medium.

1. Jenis dan konsentrasi suplemen

kandungan karbohidrat dalam bahan untuk membuat nata merupakan bahan yang terpenting. Limbah dengan kadar karbohidrat rendah jika ingin digunakan sebagai medium pembuatan nata perlu ditambahkan gula pasir.

1. Tempat fermentasi

Tempat fermentasi sebaiknya tidak terbuat dari unsur logam karena mudah korosif yang dapat mengganggu pertumbuhan mikroorganisme pembuat nata, yang akhirnya dapat mengganggu pembuatan nata. Disamping itu tempat fermentasi diupayakan untuk tidak mudah terkontaminasi, tidak terkena cahaya matahari  secara langsung, jauh dari sumber panas, dan jangan sampai langsung berhubungan dengan tanah. Hasil penelitian Hubeis dkk (1996) tempat fermentasi yang mempunyai permukaan lebih luas akan menghasilkan nata lebih tebal dari pada tempat fermentasi yang mempunyai permukaan sempit.

UREA (skripsi dan tesis)

Urea merupakan senyawa organic yang terdiri dari karbon, nitrogen, oksigen, dan hidrogen, dengn rumus CON₂H₄ atau (NH₂)₂CO. Urea juga dikenal dengan karbamid, khususnya dalam penggunaannya di Eropa. Urea merupakan senyawa organic pertama yang dapat disintesa secara buatan dari material inorganik.
Urea diproduksi secara komersial dari dua material, yaitu ammonia dan karbon dioksida. Karbon dioksida sendiri merupakan hasil produksi dari pembuatan Amonia dari hidrokarbon. Produksi Urea terjadi pada reaksi kimia yang setimbang pda konversi tertentu.
Dua reaksi yang menjadi pronsip sinteas urea adalah
Reaksi pertama bersifat eksotermis:
2NH₃ + CO₂ → H₂N-COONH₄ (ammonium carbamate)
Sedangkan reaksi kedua bersifat endotermis
H₂N-COONH₄ → (NH₂)₂CO + H₂O
Namun secara keseluruhan reaksi bersifat eksotermis.
Urea merupakan denaturant protein yang sangat kuat. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kelarutan dari beberapa jenis protein. Menurut Adi (2006), Urea adalah sumber nutrisi bagi bakteri yang melakukan fermentasi sari kelapa atau whey menjadi nata. Fungsi utamanya sebagai penyedia nitrogen, dng adanya suplai nitrogen tambahan, bakteri akan berkembang  biak  secara cepat. Sebenarnya di dalam air kelapa atau whey sudah ada nitrogen, namun dalam bentuk organik, sehingga tidak dapat langsung dimanfaatkan oleh bakteri karena bakteri hanya dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk inorganik: - nitrate [NO₃^-] atau ammonium [NH₄⁺].

PEPTON (skripsi dan tesis)

Pepton pada dasarnya adalah salah satu jenis peptida yang dihasilkan dari daging hewan yang dicerna oleh enzim proteolases. Sedangkan peptida adalah sebuah molekul yang tersusun dari berbagai macam asam amino yang mengandung Nitrogen (N). Dalam bentuk yang lebih besar, molekul petida bergabung satu sama lain menjadi sebuah protein.
Pemanfaatan peptone dalam proses mikrobiologi khususnya proses fermentasi adalah sebagai sumber protein (N) dalam media nutrient untuk perkembangan bakteri dan jamur. Pepton dapat diformulasikan dalam bentuk padat maupun cair untuk kultur jaringan selektif maupun non selektif. Kandungan peptone dapat dilihat pada tabel berikut: (Krisno, 2000)