Efektivitas Tanaman Lembang ( Typha angustifolia L.) di Lahan Basah Buatan Dalam Penurunan Kadar TSS, BOD dan Fosfat Pada Air Limbah Industri Laundry
(Effectivenes of Lembang Plant (Typha angustifolia L.) in The Constructed Wetland in  Decreasing Levels of TSS, BOD and Phosphate of Firm Laundry Wastewater)
Retno Wimbaningrum, Indriana Arianti, Hari Sulistiyowati Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember
E-mail : wimbaningrum.fmipa@unej.ac.id

## Abstrak
Industri laundry merupakan industri rumah tangga yang menggunakan air dan deterjen dalam melaksanakan aktivitasnya. Deterjen mengandung surfaktan, builder, filler dan zat aditif yang menyebabkan kadar materi padat tersuspensi total ( total suspended solid , TSS), kebutuhan oksigen biologi ( biological oxygen demand , BOD) dan fosfat dalam air limbah laundry tinggi   sehingga   ketika   dibuang   langsung   ke   lingkungan   dapat   menimbulkan   pencemaran   ekosistem   perairan.   Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan efektivitas tanaman lembang ( Typha angustifolia L.) di lahan basah buatan dalam penurunan kadar TSS, BOD dan fosfat air limbah industri laundry . Tanaman T. angustifolia ditanam di dalam bak reaktor bervolume 44 ,73 L yang dasarnya   diisi pasir, kerikil dan lempung sebagai  media tanam. Air limbah industri laundry dialirkan ke dalam bak reaktor melalui inlet. Proses fitoremediasi berlangsung enam hari. TSS, BOD, dan fosfat air limbah laundry sebelum  dan sesudah perlakuan ditentukan kadar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengolahan air limbah laundry dengan tanaman T. angustifolia dalam lahan basah buatan mampu menurunkan kadar  TSS, BOD dan fosfat secara berturut-turut sebesar 50 mg/L,  485,5 mg/L dan 29,1 mg/L. Efektivitas tanaman T. angustifolia dalam lahan basah buatan dalam penurunan kadar TSS, BOD dan fosfat secara berturut-turut sebesar 54 %, 22 %  dan 39 % .
Kata Kunci: deterjen, ekosistem perairan, pencemaran, bak reaktor .

## Abstract
Laundry industry is a home industry that uses water and detergent in its activities. Detergents contain surfactants, builders, fillers   and   additives   which   cause   high   levels   of   total   suspended   solid   (TSS),   biological   oxygen   demand   (BOD),   and phosphate   in   laundry   wastewater   which   if   discharged   directly   into   the   environment   can   cause   pollution   of   aquatic ecosystems. The purpose of this study was to determine the effectiveness of lembang plants (Typha angustifolia L.) in constructed wetlands in decreasing TSS, BOD and phosphate levels of laundry wastewater. Lembang plants were planted in a  44.73 L volume reactor tank, which at the bottom filled with sand, gravel, and clay as a planting medium. Laundry wastewater is flowed into the reactor tank through the inlet. The phytoremediation process lasted six days. The TSS, BOD, and phosphate levels of laundry wastewater before and after treatment are determined. The results showed that laundry wastewater treatment with lembang plants in constructed wetlands could reduce TSS, BOD and phosphate levels  by 50 mg / L, 485.5 mg / L and 29.1 mg / L, respectively. Lembang plants in constructed wetlands are effective in reducing TSS, BOD and phosphate levels by 53.86%,  22.22% and 39 %, respectively.
Keywords: aquatic ecosystem, detergents, pollution, reactor tank.

## PENDAHULUAN
Hampir   semua   industri laundry merupakan   industri rumah tangga yang menggunakan deterjen dan air dalam menjalankan aktivitasnya. Air limbah industry laundry yang mengandung deterjen jika dibuang langsung ke lingkungan tanpa diolah terlebih dahulu berpotensi untuk menimbulkan pencemaran   pada   ekosistem   perairan.   Upaya   mengatasi permasalahan   tersebut   dilakukan   pemerintah   dengan menetapkan   baku   mutu   air   limbah   bagi   usaha   dan/atau kegiatan   industri   sabun,   deterjen   dan   produk-produk minyak nabati [1]. Parameter yang ditetapkan untuk diukur kadarnya   antara   lain   adalah   TSS   (60   mg/L),   BOD   (75 mg/L),   dan   fofat   (2   mg/L).   Beberapa   penelitian menunjukkan   bahwa   kadar   BOD dan   fosfat   dalam   air limbah industri laundry sebelum diolah adalah lebih tinggi daripada baku mutu. Limbah industri laundry di Surabaya
mengandung   BOD   397   mg/L   dan   fosfat   10,6   mg/L   [2] sementara itu kadar fosfatnya di Aceh adalah 173 mg/L [3].
Jika air  limbah  industri laundry langsung dibuang  ke ekosistem perairan seperti sungai maka senyawa organik di dalam surfaktan dan builders deterjen akan didegradasi oleh bakteri   secara   aerob,   Aktivitas   bakteri   tersebut menyebabkan   kadar   BOD   air   sungai   menjadi   tinggi sedangkan kadar oksigen terlarut menjadi rendah. Kondisi ini   dapat   menyebabkan     kematian   biota   perairan   karena kekurangan oksigen. Selain itu, busa yang ditimbulkan oleh surfaktan  dapat   menghambat   oksigen   dari   udara   untuk masuk ke dalam air. Air limbah industri laundry yang keruh mengandung   TSS   yang   tinggi.   Kekeruhan   air   dapat menghambat penetrasi cahaya matahari ke dalam air sungai sehingga   mengganggu   proses   fotosintesis   organisme akuatik autotrof. Sementara itu, fosfat dalam builders dapat meningkatkan   kesuburan   air.   Perairan   yang   subur   akan
menyebabkan terjadi blooming alga yang akan mengganggu ekosistem perairan .
Dengan demikian, limbah industri laundry harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Teknologi yang mudah, murah dan efektif dalam penuruan kandungan komponen   deterjen   dibutuhkan   agar   proses   pengolahan dapat   dilakukan   secara   berkesinambungan   oleh   pelaku industri laundry .   Salah   satu   teknologi   yang   memenuhi kriteria tersebut adalah fitoremediasi di dalam lahan basah buatan.   Fitoremediasi   adalah   teknologi   penggunaan bermacam-macam tanaman untuk   mendegradasi, mengekstraksi   dan   mencegah   penyebaran   kontaminan   di dalam tanah atau air [4]. Lahan basah buatan adalah sistem pengolahan   air   limbah   yang   menerapkan   proses-proses alami   dengan   menggunakan   kolam   atau   saluran   dangkal (kurang dari 1 m), tanaman air, substrat padat (tanah, pasir dan   kerikil)   serta   mikroorganisme   untuk   memperbaiki kualitas air limbah [5].
Salah   satu   tanaman   yang   telah   diketahui   berpotensi sebagai  fitoremediator  yang baik adalah  lembang (Typha angustifolia L.). Tanaman ini mempunyai daya tahan yang cukup kuat, tidak mudah mati serta mempunyai akar serabut yang   sangat   lebat   sehingga   memiliki   kemampuan   tinggi dalam menyerap unsur hara. Tanaman ini banyak dijumpai tumbuh   di   lahan   basah   di   Indonesia.   Tanaman T.   angustifolia telah   terbukti   dapat   menurunkan   kadar BOD  limbah   domestik  sebesar   47,4%-91,6%   [6].  Tujuan dari   penelitian   ini   adalah   untuk   menentukan   efektivitas tanaman lembang ( T. angustifolia L.) di lahan basah buatan dalam penurunan kadar TSS, BOD dan fosfat  air limbah industri laundry .

## METODE PENELITIAN

## Tempat dan Waktu
Perlakuan   fitoremediasi   dalam   lahan   basah   buatan dilakukan di Kebun Botani dan analisis kadar TSS, BOD dan fosfat dilakukan di Laboratorium Ekologi. Kedua lokasi tersebut   berada   di   Jurusan   Biologi   FMIPA   Universitas Jember. Penelitian dilakukan pada bulan September 2019.

## Pelaksanaan Penelitian
Lahan basah buatan  yang digunakan  dalam  penelitian ini   berupa   bak   reaktor     44 ,73   L   yang   berbahan   plastik. Dinding bak plastik dilubangi dengan posisi lubang 5 cm di bawah   ‘bibir’   bak   sebagai inlet dan   pada   sisi   yang berseberangan   dengan lubang inlet juga dilubangi dengan posisi lubang 10 cm di bawah ‘bibir’ bak sebagai outlet .
Bagian   dasar   bak   diisi   dengan   lempung,   pasir   dan kerikil yang telah disterilkan di dalam oven pada temperatur 95°C   selama   24     jam   [7]. Lempung,   pasir   dan   kerikil menjadi   media   tanam   bagi   tanaman T.   angustifolia . T anaman  yang tumbuh sehat setelah diaklimatisasi selama tujuh  hari ditanam di dalam bak reaktor.
Air limbah industri laundry yang diambil dari Laundry Violet di Jember dialirkan melalui selang menuju inlet dan masuk ke dalam bak reaktor yang telah ditanami dengan tanaman T.   angustifolia .   Air   limbah   industri laundry menggenang dan merendam media tanam tanaman sehingga tipe   lahan   basah   pada   penelitian   ini   adalah Free   Water Surface (FWS). Proses fitoremediasi di dalam bak reaktor berlangsung selama enam hari dan dilakukan pada empat
bak reaktor. Pada hari keenam air limbah dari bak reaktor dialirkan   melalui outlet dan   ditampung   dalam   timba penampung   untuk   kemudian   dianalisis   kadar   TSS,   BOD dan fosfat.
Analisis   Air   Limbah   Laundry   Sebelum   dan   Sesudah Perlakuan
Air   limbah   industri laundry sebelum   dan   sesudah perlakuan   dianalisis   untuk   menentukan   kadar   TSS,   BOD dan fosfat. Analisis TSS menggunakan metode gravimetri [8]. Kadar TSS ditentukan berdasarkan persamaan 1.
TSS (mg/L) = ( A − B ) × 1000 volume sampel ( mL ) (1)
Dengan: A = berat kertas saring dengan materi padat yang tersaring   setelah   dioven,   B   =   berat   kertas   saring   setelah dioven
Kadar BOD ditentukan berdasarkan kadar DO hari ke-0 dan ke-5. Dengan demikian dalam penentuan kadar BOD, yang dianalisis dari  air limbah laundry adalah kadar DO hari ke-0 dan       ke-5. Analisis DO menggunakan metode Winkler [8].  Kadar  DO hari  ke-0 (DO 0 ) dan ke-5 (DO 5 ) ditentukan berdasarkan persamaan 2.
DO (mg/L) = a. N.8000 V − 4 (2)
Dengan   a   =   volume   titran   natrium   thiosulfat   (mL),   N   = normalitas   natrium   thiosulfat   dan   V   =   volume   botol Winkler (mL).
Selanjutnya kadar BOD ditentukan dengan memasukkan data DO 0 dan DO 5 ke dalam persamaan 3.
BOD (mg/L) = DO 0 – DO 5 (3)
Analisis fosfat ditentukan dengan menggunakan metode stannous chloride [8]. Kadar fosfat ditentukan berdasarkan persamaan 4.
Fosfat (mg/L)= C × fp (4)
Dengan C= kadar hasil pengukuran (mg/L) dan fp= faktor pengenceran.
Efektivitas   tanaman Typha   angustifolia L.   dalam menurunkan   kadar   TSS,   BOD,   dan   fosfat   ditentukan berdasarkan   nilai   efisisensi   penurunan   yang   ditentukan berdasarkan persamaan 5.
E (%) = [ ( Ci − Co ) Ci ] × 100 (5)
Dengan:   E   =   efisiensi   penurunan;   Ci   =   konsentrasi parameter   x     sebelum   perlakuan;   dan   Co   =   konsentrasi parameter x  setelah perlakuan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Efektivitas T. angustifolia dalam Penurunan Kadar TSS Air Limbah Industri Laundry Kadar   TSS   air   limbah   industri laundry sebelum perlakuan   fitoremediasi   dengan   tanaman T.   angustifolia dalam lahan basah buatan adalah lebih tinggi   (225 mg/L) daripada   setelah   perlakuan   (175   mg/L)   (Gambar   1). Efektivitas T. angustifolia dalam  menurunkan  kadar  TSS adalah sebesar 22 % (Gambar 4)..
Gambar 1. Kadar TSS sebelum dan setelah perlakuan serta baku mutu
M ateri padat tersuspensi total (TSS) dalam air limbah laundry akan   melekat   di   permukaan   bagian   tanaman T. angustifolia yang   terendam   sehingga   menyebabkan penurunan kadarnya  dalam air limbah laundry . Mekanisme ini   menunjukkan   peran   tanaman   ini   dalam   lahan   basah buatan   yaitu   sebagai   penangkap   polutan.   Menurut   [9] pengurangan  kadar  TSS  dalam  lahan  basah buatan  dapat terjadi melalui mekanisme intersepsi atau penangkapan oleh tanaman.   Hasil   penelitian   [10]   menunjukkan   bahwa   TSS lebih efektif diturunkan kadarnya pada lahan basah buatan tipe Free   Water   Surface .   Selain   melalui   penangkapan, sedimentasi   merupakan   mekanisme   lain   penurunan   TSS dalam air limbah laundry .
Sistem   perakaran   tanaman T.   angustifolia dan   juga rhizomanya yang tumbuh di dalam substrat padat di dasar bak reaktor mendorong berlangsungnya proses sedimentasi TSS   dan   menjaganya   agar   tidak   mengalami   suspensi kembali. Hal tersebut disebabkan oleh sistem perakaran dan rhizome   tanaman   ini   memiliki   kemampuan   untuk menstabilkan   substrat   padat   di   dasar   bak   reaktor. Pengendapan TSS di dasar bak reaktor menyebabkan kadar TSS   dalam   air   limbah laundry mengalami   penurunan. Menurut [11] dan [9], struktur perakaran tanaman di dalam lahan  basah  buatan  berperan   dalam  meningkatkan  proses sedimentasi TSS dan mencegah resuspensi TSS.
Efektivitas T.   angustifolia dalam   Penurunan   Kadar BOD Air Limbah Industri Laundry Kadar   BOD   air   limbah   industri laundry sebelum perlakuan   fitoremediasi   dengan   tanaman T.   angustifolia dalam lahan basah buatan (833 mg/L) adalah lebih tinggi daripada   setelah   perlakuan   (364   mg/L)   (Gambar   2). Efektivitas   tanaman T.   angustifolia dalam   menurunkan kadar BOD adalah sebesar 54 % (Gambar 4).
Gambar 2. Kadar BOD sebelum dan setelah perlakuan serta baku mutu
Kadar   BOD   yang   semakin   rendah   mengindikasikan bahwa   terjadi   penurunan   senyawa   organik   di   dalam   air limbah industri laundry . Senyawa organik yang berasal dari komponen surfaktan dan builders yang telah mengendap ke dasar   bak   reaktor     akan   didegradasi   oleh   bakteri   secara aerob di zona perakaran (rhizosfer) tanaman T. angustifolia . Permukaan akar tanaman di dalam lahan basah buatan merupakan   habitat   bakteri   [11].   Bakteri   dalam mendegradasi senyawa organik dibantu oleh T. angustifolia . Tanaman   ini   melalui   akarnya   mengeluarkan   eksudat   ke zona   rhizosfer   dan   eksudat   tersebut   memicu berlangsungnya   proses   degradasi   oleh   bakteri.   Oksigen terlarut  yang digunakan  oleh bakteri  untuk mendegradasi senyawa   organik   secara   aerob   berasal   dari   udara   yang masuk ke dalam air limbah laundry secara difusi dan dari sistem   perakaran   tanaman   yang   dikeluarkan   di   zona rhizosfer. Menurut UN-HABITAT [12] lahan basah buatan mendapat suplai oksigen dari akar tanaman yang masuk ke zona rhizosfer dan udara yang masuk ke lahan basah secara difusi.  Pelepasan  oksigen  oleh  sistem   perakaran  tanaman akan memperluas zona aerob di dalam lahan basah buatan [13;14;15].   Zona   aerob   yang   luas   di   sistem   perakaran mendorong peningkatan  proses degradasi senyawa organik secara   aerob   [16;17].   Proses   degradasi   senyawa   organik tersebut   disebut   sebagai   rhizodegradasi.   Oleh   [4] rhizodegradasi   disebut   juga   sebagai   degradasi   dengan bantuan tanaman.
Proses   degradasi   tersebut   menyebabkan   penurunan kadar senyawa organik air limbah laundry . Hasil degradasi diabsorpsi oleh tanaman, mikroalga dan bakteri. Senyawa organik yang menurun kadarnya menyebabkan penggunaan DO juga berkurang sehingga kadar BOD air limbah industri laundry mengalami penurunan.
Efektivitas T.   angustifolia dalam   Penurunan   Kadar Fosfat Air Limbah Industri Laundry Kadar   fosfat   air   limbah   industri laundry sebelum perlakuan   fitoremediasi   dengan   tanaman T.   angustifolia dalam  lahan  basah  buatan   (74 mg/L)  adalah  lebih  tinggi daripada   setelah   perlakuan   (45   mg/L)   (Gambar   3). Efektivitas tanaman T. angustifolia dalam penurunan kadar fosfat    adalah  sebesar    39 % (Gambar  4).   Tanaman ini terbukti   lebih  efektif   dalam   menurunkan   kadar   fosfat   air limbah   industri laundry daripada   tanaman Azolla microphylla yang   efektivitasnya   hanya   sebesar   19,30   % [18].
Gambar 3. Kadar  fosfat  sebelum  dan  setelah perlakuan serta baku mutu
Fosfat  merupakan  salah satu nutrien yang dibutuhkan tanaman   untuk   pertumbuhannya.   Penurunan   fosfat   air
BERKALA SAINSTEK 2020, VIII (1): 25-28
ISSN : 2339-0069
limbah laundry disebabkan   oleh   penyerapan   fosfat   oleh tanaman T. angustifolia . Fosfat yang diserap  akan disimpan dalam   jaringan   [19]   dan   akan   dipergunakan   untuk pertumbuhan   tanaman.     Mikroalga   yang   membentuk biofilm   di   permukaan   daun   dan   rhizome T.   angustifolia juga   menyerap   fosfat.   Fosfat   dalam   lahan   basah   buatan yang digunakan tanaman dan mikroalga dapat berasal dari proses   fragmentasi, leaching ,   mineralisasi,   sedimentasi, adsorpsi, dan presipitasi [20].
Gambar 4. Efektivitas T.   angustifolia di   lahan basah buatan   tipe free     water   surface dalam penurunan   kadar     TSS, BOD  dan fosfat air limbah industri laundry.

## KESIMPULAN
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tanaman Typha angustifolia dalam   lahan   basah   buatan   tipe free   surface water dapat   digunakan   untuk   pengolahan   air   limbah indsutri laundry karena terbukti mampu menurunkan kadar TSS, BOD dan fosfat.
Penambahan   jumlah   tanaman   perlu   dilakukan   untuk meningkatkan   efektivitasnya   dalam   menurunkan   tiga parameter   tersebut   sehingga   memenuhi   baku   mutu. Penambahan   jumlah   tanaman   juga   diharapkan   dapat memperpendek waktu pengolahan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Peraturan   Menteri   Lingkungan   Hidup   Republik Indonesia       Nomor   5   tahun   2014.   Baku   Mutu   Air Limbah.   15   Oktober   2015.   Berita   Negara   Republik Indonesia Tahun 2014 Nomor 1815 .
[2] Raisa           DG         dan       Tangahu       BV.       2017. Fitoremediasi   air   yang   tercemar   limbah laundry dengan  tanaman  kayu  apu  (Pistia  stratiotes). Jurnal Jurnal Teknik ITS. 6(2): F232-F236 .
[3] Dewi,   F.     2015.     Efisiensi     penyerapan      fofat limbah laundry menggunakan     kangkung       air ( Ipomoea   aquatic Forsk)   dan   jeringau   ( Acorus calamus ). Jurnal Teknik Kimia USU . 4(1): 7-10.
[4] EPA.   2000. Introduction     to   phytoremediation . EPA/600/R-99/107. Cincinnati. Ohio.
[5] EPA.   2004. Constructed     treatment       wetlands. EPA843-F-03-013. Cincinnati. Ohio.
[6] Hidayah   EN   dan   Wahyu     A.   2010. Potensi dan pengaruh     tanaman   pada   pengolahan   air   limbah domestik  dengan sistem constructed   wetland . Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan. 2(2): 56-61.
[7] Sasaki Y,    Hosen  Y,   Peng  S,  Nie  L, Rodriguez  R, Agbisit  R, Fernandez   L,  and  Bouman  BAM.    2010. Do abiotic factors cause a gradual yield decline  under continuous aerobic rice cultivation? A pot experiment with   affected   field   soils. Soil   Science and   Plant Nutrition . 56(3): 476-482.
[8] Clesceri LS, Greenberg   AE,   and Eaton   AD. 1998. Standard methods  for the  examination of water and waste   water .   20 th Ed.     American   Public   Health Association,  American  Water Works Association and Water Environment Federation. Washington.
[9] Kadlec RH and Wallace S. 2009. Treatment wetlands . CRC. Boca Raton.
[10] Vymazal     J.   2010.   Constructed     wetlands   for wastewater treatment. Water. 2: 530-549.
[11] Vymazal     J.   2011.   Plants   used   in     constructed wetlands with horizontal subsurface flow: A review. Hydrobiologia. 674: 133-156.
[12] UN-HABITAT. 2008. Constructed  wetlands manual. UN-HABITAT   Water   for   Asian   Cities   Programme Nepal. Kathmandu.
[13] Hammer   DA   and   Bastian   RK.   1989.   Wetland ecosystems:   Natural   water   purifiers?   In   Hammer, D.A.,   Ed. Constructed   wetlands   for   wastewater treatment:   municipal,   industrial   and   agricultural . Lewis Publishers. Chelsea.
[14] Armstrong   J   and       Armstrong   W.     1990.   Light enhanced   convective   throughflow   increases oxygenation   in   rhizomes   and   rhizosphere   of Phragmites australis (cav) trin ex steud. New Phytol. 114: 121-128.
[15] Luederitz  V,   Eckert  E,  Lange-Weber   M, Lange A, and Gersberg RM. 2001. Nutrient removal efficiency and   resource   economics   of   vertical   flow   and horizontal flow constructed wetlands. Ecol. Eng. 18: 157–171.
[16] Barko JW,   Gunnison D,   and Carpenter   SR. 1991. Sediment   interactions   with   submersed   macrophyte growth and community dynamics. Aquat. Bot. 41: 41- 65.
[17] Sorrell           BK       and       Boon       PI.             1992. Biogeochemistry of billabong sediments. II. Seasonal- variations  in methane  production. Freshw. Biol. 27: 435-445.
[18] Rizky       N,         Budiyono,       dan   Setiani     O.   2017. Pengaruh   variasi   lama   kontak   tanaman Azolla Microphylla terhadap   penurunan   kadar   fosfat   dan COD   pada   limbah laundry . Jurnal   Kesehatan Masyarakat . 5(1): 55-76.
[19] Zhang Z, Rengel Z,   and Meney K. 2007.  Nutrient removal   from   simulated   wastewater   using Canna indica and Schoenoplectus   validus in   Mono-   and Mixed-Culture   in   wetland   microcosmos. Water   Air Soil Pollut . 183: 95-105.
[20] Ayaz   SC   and     Akca   L.   2001.   Treatment       of wastewater by natural system. Envi. Inter. 26: 189- 195.