Sintasan  benih  ikan  patin  ( Pangasius sp.)  dengan  perlakuan  arang  aktif  cangkang  sawit  yang ditransportasikan dengan sistem tertutup

## Wisnu Murtiadji, Sulmin Gumiri*, Renhart Jemi
Pasca Sarjana Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan UPR Palangka Raya

## Received 14 Juni 2019          Received in revised 21 Juni 2019          Accepted 21 November 2019

## ABSTRACT
One of common problem in fishing industry is a high mortality rate of juvenile fish during transportation. The present research aimed to study the characteristics of palm oil activated carbon and its effect on the changes of water quality that can improve the survival rate of juvenile catfish (Pangasius sp.). During study, juvenile catfish was transported for 48 hours by a simulation in the room with two different treatments: water tanks supplied with granulated and powder activated carbon and one control.  Results of FTIR analysis showed that the activated  carbon  contained  several  functional  groups  such  as  Alkanes,  Carboxylic  Acid  and  Amina.  Activated  carbon  element  content resulted from the SEM analysis consisted of C, O, Si, N, Zr, Cu, Al and K. After transformed as activated carbon, we found that water and organic  C  contents  in  oil  palm  shell  decreased  and,  reversely,  the  ash  content  increased.  The  study  revealed  that  the  activated  carbon powder was better to improve survival rate of juvenile catfish and maintain water quality compared to granule ones where the survival rates after  48  hour  transportation  were  47,5%,  11%  and 0%  with  treatments of  powdered  activated  carbon,  granulated activated  carbon and control, respectively.
Keywords: activated carbon, FTIR, survival rate, SEM , water quality

## 1. Pendahuluan
Permasalahan  transportasi  benih  ikan  pada  umumnya  karena  kualitas  air  yang  menurun,  disebabkan oleh proses respirasi yang menghasilkan gas CO 2 , dan NH 3 serta menurunkan DO. Akumulasi gas CO 2 , dan NH 3 dalam  kantong  benih  yang  bersifat  racun  dapat  dikurangi  kadarnya  menggunakan  arang  aktif. Widyastuti et al . (2013) menyebutkan karbon aktif dapat digunakan untuk penyerapan gas CO 2 . Arang aktif juga dapat menyerap NH 3 dalam larutan (Supriyono et al . 2011).
Arang  aktif  dapat  dibuat  dari  limbah  pertanian,  kehutanan  dan  perkebunan  sehingga  dapat  ikut mencegah pencemaran lingkungan. Bahan mentah arang aktif dalam penelitian ini berasal dari cangkang sawit. Menurut Widyastuti et al . (2013) cangkang sawit memiliki potensi yang besar untuk dibuat karbon aktif untuk menyerap gas CO 2 . Kualitas arang aktif cangkang sawit sudah di atas SNI, yaitu kadar air 7,36%, kadar abu  2,77%, volatile matter 8,21% dan daya serap Iodin 19,80% (Kurniati 2008).
Dalam  penelitian  ini,  arang  aktif  dibuat  dalam  bentuk  granular  dan  serbuk  yang  pemakaiannya disesuaikan  dengan  media asborbant sehingga  dapat  efisien  dan  efektif.  Reaksi  penyerapan  gas  dalam kantong benih agar lebih cepat, maka setiap perlakuan menggunakan arang aktif sejumlah 40 g.  Supriyono et al . (2011) menyebutkan arang aktif yang dikemas sebanyak 20 g menunjukan serapan terjadi setelah 72 jam.
Berdasarkan uraian di atas, dilakukan penelitian  efektivitas arang aktif cangkang sawit antara bentuk granula dan serbuk terhadap sintasan benih ikan patin saat ditransportasikan selama 48 jam.
http://journal.ipb.ac.id/index.php/habitusaquatica/

## 2. Bahan dan Metoda

## 2.1. Pembuatan Arang Aktif Cangkang Sawit
Tahapan pembuatan arang aktif adalah sebagai berikut (Kurniati 2008):
1. Cangkang kelapa sawit dijemur di bawah sinar matahari sampai kadar air ± 15%.
2. Pirolisis pada suhu 500 o C (1 jam)
3. Ditumbuk.dan diayak  untuk mendapatkan bentuk serbuk dan granula
4. Perendaman H 3 PO 4 9,5% (22 jam)
5. Dikering tanurkan  pada suhu 110 o C ± 2ºC selama 2 jam
6. Uji proximat (kandungan air, abu dan C organik) pada cangkang sawit dan kedua bentuk arang aktif.
7. Uji FTIR dan SEM di Laboratorium terpadu UNDIP Semarang.

## 2.2. Sampel Penelitian
Sampel berupa benih ikan patin, ukuran ± 1,25 inch/ekor, jumlah 200 ekor dalam  kantong plastik berisi air 1 liter.

## 2.3. Konsentrasi Arang Aktif
Setiap  kantong  benih  ikan  kecuali  kontrol  mendapat  perlakuan  arang  aktif  sebanyak  40  g,  dikemas dalam kain kasa.

## 2.4. Disain Penelitian
Perlakuan  arang  aktif  granula,  serbuk  dan  kontrol  masing-masing  3  ulangan.  Analisa  data  statistik menggunakan Rancangan Acak Lengkap, dengan skema pada Gambar 1.
Gambar 1. Disain penelitian.
Data  yang  diambil  meliputi  sintasan  dan  perubahan  kualitas  air  sebelum  dan  sesudah  transportasi. Analisa SEM dan FTIR dilaksanakan setelah selesai transportasi benih ikan patin. Analisa SEM dan FTIR dilakukan dengan cara membandingkan hasil penelitian lainnya yang sejenis.

## 2.5. Pengamatan Kualitas Air
Pengukuran NH 3 menggunakan alat spektrofotometer, derajat keasaman (pH) menggunakan pH meter, Oksigen terlarut ( Disolved Oxygen /DO) menggunakan DO meter dan suhu menggunakan termometer air, sedangkan konsentrrasi karbondioksida terlarut (CO 2 ) dengan sistem titrasi menggunakan larutan NaOH.
Benih patin 200 ekor + air 1 ltr Kontrol
Arang Aktif Granula Arang Aktif
Serbuk
Benih patin 200 ekor + air 1 ltr + 40 g arang aktif serbuk
Pengamatan: Sintasan, parameter NH 3 , CO 2 , DO pH, suhu Benih patin 200 ekor + air 1 ltr + 40 g arang aktif granula

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Hasil

## Analisa SEM
Arang yang dipilih menjadi sampel SEM yaitu bentuk serbuk karena memiliki penyerapan yang lebih baik dibandingkan granula sehingga akan memperlihatkan hasil SEM dan FTIR yang lebih jelas.  Analisa SEM  menunjukan  morfologi  permukaan  arang  aktif  cangkang  sawit  berbentuk  lapisan  pelat-pelat hexagonal dengan unsur C melekat pada pelat tersebut  (Gambar 2).  Hal ini diperkuat dengan hasil penelitan Lempang  (2014)  yang  menyatakan  susunan  atom-atom  karbon  pada  arang  aktif  terdiri  atas  pelat-pelat heksagonal.
Gambar 2.  Hasil SEM arang aktif cangkang sawit pembesaran 1500 x (a) dan 3.000 x (b).
Pori-pori  arang  terdapat  pada  permukaan  plat  dengan  diameter  yang  beragam,  teridentifikasi permukaan arang aktif memiliki ukuran antara 0,854 µm sampai 4,06 µm, termasuk makro pori. Menurut Kurniati (2008), pori dengan ukuran di atas 0,1 µm, termasuk makropori.
Kandungan unsur arang aktif cangkang sawit hasil analisa SEM menunjukan didominasi oleh unsur C, kemudian O, Si dan beberapa unsur lainnya (Tabel 1).
Tabel 1. Kandungan unsur arang aktif hasil analisa SEM. No. Unsur Komposisi 1. C (Carbon) 82,55% 2. O (Oksigen) 8,36% 3. Si (Silika) 6,95% 4. N,  Zr, Cu, Al dan K dibawah 1%

## Hasil Uji Proksimat
Uji  proximat  dilaksanakan  sebelum  transportasi  benih  ikan,  bertujuan  untuk  mengetahui  kesesuaian dengan Standar SNI.  Hasil uji  menunjukan arang aktif serbuk kadar abu dan air sudah standar  SNI (06- 3730-1995)  yaitu  max  10%  dan  15%,   namun  kadar  C organik  masih  di  bawah  standar  yaitu  min  65%. Arang aktif granula, belum memenuhi standar SNI, yaitu kadar abu max 2,5%, kadar air max 4,5%, dan C organik min 80%  (Tabel 2):
Tabel 2. Uji proximat arang aktif cangkang sawit. No Jenis Uji Granula  Serbuk 1 2 3 Kadar Abu (%) Kadar Air (%) C Organik (%) 3,77 6,37 54,83 4,69 5,69 55,13 a b

## Gugus Fungsi
Analisa grafik FTIR arang aktif cangkang sawit menunjukan ada 8 puncak karakteristik (Gambar 3). Berdasarkan Gambar 3, jenis gugus fungsional yang ada yaitu alkana, asam karboksil, amina, amida dan cincin aromatik. Daerah frekuensi antara 1050–1300 dengan puncak 1261,45 mengindikasikan ada ikatan C-O yang merupakan gugus asam karboksilat. Daerah frekuensi antara 1180–1360 dengan puncak 1303,88 mengindikasikan ada ikatan C-N yang merupakan gugus amina atau amida.
Gambar 3. Grafik FTIR arang aktif serbuk.

## Sintasan Benih Ikan Patin
Pengamatan benih  ikan patin hidup selama transportasi 48 jam dengan  interval waktu 6 jam. Jumlah benih ikan hidup  dari semula 200 ekor, pada akhir transportasi perlakuan arang aktif serbuk menjadi 95 ekor (47,5%), arang aktif granula 22 ekor ( 11%) dan kontrol 0 ekor (0 %) (Gambar 4).
Gambar 4. Jumlah benih ikan hidup selama transportasi 48 jam.
Benih  ikan pada kantong kontrol  mengalami stres, kondisi  lemas,  mengambang, berputar-putar yang
500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 1/cm 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225 0.25 Abs 3 4 2 1 .7 2 3 0 5 1 .3 9 2 9 2 2 .1 6 1 5 9 7 .0 6 1 4 3 5 .0 4 1 3 0 3 .8 8 1 2 6 1 .4 5 Jam
ke 0 Jam ke 6 Jam ke 12 Jam ke 18 Jam ke 24 Jam ke 30 Jam ke 36 Jam ke 42 Jam ke 48 Kontrol 200 200 200 200 199 169 12 0 0 Arang Aktif Serbuk 200 200 200 200 200 199 167 125 95 Arang Aktif Granula 200 200 200 200 199 183 87 45 22 0 50 100 150 200 250 Ju m lah B e n ih H id u p (R k o r ) Laju Sintasan Benih Ikan T ra n sm is i (% ) Angka Gelombang (cm -1 )
akhirnya mati 100%  mulai jam  ke 36 sampai ke 42. Benih ikan patin dengan perlakuan arang aktif granula dan serbuk mulai terlihat kematiannya jam ke 30, jumlah benih mati terus bertambah, tetapi sampai jam ke 48 masih terdapat banyak ikan yang bertahan hidup.

## Parameter Kualitas Air
Kondisi air pada hari kedua keruh dan berwarna kehijau-hijauan terutama pada kontrol sedangkan pada kantong perlakuan keruh tetapi tidak kehijauan. Hasil pengamatan kualitas air setelah 48 jam menunjukan terjadi peningkatan CO 2 dan NH 3 yang tinggi dan menurunnya DO sedangkan pH dan suhu relatif stabil (Tabel 3).
Tabel 3. Perubahan kualitas air pada transportasi benih ikan patin. Parameter Kontrol Arang Granula Arang Serbuk Jam ke 0 Jam ke-48 Jam ke 0 Jam ke-48 Jam ke 0 Jam ke-48 NH 3 (mg/l) 0,04 33,16 0,04 37,95 0,04 32,84 CO 2 (mg/l)* 11,45 273,71 c 11,45 194,33 b 11,45 135,67 a DO (mg/l)* 7,83 1,42 c 7,83 2,43 b 7,83 3,71 a Ph 7,63 6,91 7,63 7,03 7,63 7,02 Suhu 29,3 29,4 29,3 29,5 29,3 29,7
Keterangan: * = berbeda nyata pada tingkat galat 5%.

## Analisa Statistik
Hasil analisa statistik menunjukan arang aktif beda bentuk signifikan terhadap sintasan benih ikan (F hit = 26,78 ; F tab =5,14). Dalam uji lanjut (Tukey), menunjukan hanya arang aktif serbuk yang signifikan terhadap sintasan  benih  ikan.  Hasil  analisa  statistik  menunjukan  arang  aktif  beda  bentuk  signifikan  terhadap perubahan  konsentrasi  CO 2 (F hit =  34,54;  F tab =5,14)  dan  DO  (F hit =  5,14  ;  F tab =  006).  Dalam  uji  lanjut (Tukey)  menunjukan  arang  aktif  serbuk  lebih  signifikan  daripada  arang  aktif  granula  baik  terhadap perubahan konsentrasi CO 2 maupum DO.

## 3.2. Pembahasan

## Karakter Arang Aktif
Uji FTIR arang aktif cangkang sawit menunjukan adanya gugus fungsional asam karboksilat (C-O) dan amina (C-N), bila dibandingkan hasil penelitian Nasution et al . (2013) pada uji FTIR arang aktif cangkang sawit diperoleh gugus fungsi seperti O-H kuat, C≡C, C=C, C=O, C-H kuat dan  OH  sehingga keberadaan gugus amina   dapat disebabkan hasil reaksi penyerapan seyawa NH 3 .  Supriyono et al . (2011) menyebutkan bahwa arang aktif dipadu, zeolit dan cengkeh dapat menyerap senyawa NH 3 dalam larutan.
Hasil uji SEM  kandungan unsur C  prosentasenya  ( 82,55%) lebih tinggi   dibandingkan hasil uji SEM arang  aktif  cangkang  sawit    penelitian  Nasution et  al .  (2013)  yang  hanya  memiliki  gugus  karbon  (C) sejumlah 60%, hal ini diduga  karena arang aktif  telah menyerap senyawa CO 2 selama transportasi benih ikan. Supriyono et al . (2011) menyebutkan bahwa arang aktif dipadu, zeolit dan cengkeh dapat menyerap senyawa CO 2 dalam larutan.
Dalam uji lanjut (Tukey) menunjukan arang aktif serbuk lebih signifikan dari pada arang aktif granula baik terhadap perubahan konsentrasi CO 2 maupun DO. Arang aktif serbuk memiliki kemampuan serap CO 2 lebih baik dibandingkan granula sehingga konsentrasinya di dalam kantong benih lebih rendah. Arang aktif serbuk memiliki jumlah pori yang lebih terbuka dibandingkan granula yang kondisinya banyak tertutup di dalam  bongkahan  sehingga  daya  serapnya  lebih  baik.  Pori  arang  aktif  serbuk  saat  proses  aktivasi  lebih banyak melakukan kontak dengan larutan H3PO4 sehingga lebih bersih dan banyak karbon yang teraktivasi (Alfiany et  al .  2013).  Sandi et  al .  (2014)  menyatakan  bahwa  semakin  kecil  diameter  pori  karbon  dan semakin banyak volume pori maka semakin besar luas permukaan dan daya serap karbon tersebut.

## Pengaruh Arang Aktif terhadap Sintasan
Hasil  analisa  sidik  ragam  pengaruh  arang  aktif  terhadap  sintasan  benih  ikan  menunjukan  hasil  yang berbeda nyata (α 5% dan 1%) terhadap sintasan benih ikan. Arang aktif mampu mengurangi laju penurunan kualitas air, dengan cara menyerap CO 2 sehingga dapat mengurangi stres ikan.  Benih ikan dalam keadaan stabil akan mengkonsumsi DO lebih rendah dibandingkan benih yang stres sehingga pada jam ke 48 dalam kantong yang berperlakuan arang aktif masih terdapat sisa DO yang cukup untuk respirasi. Kematian total pada benih ikan di kantong kontrol dikarenakan rendahnya kandungan DO, yaitu di bawah 2 ppm sementara CO 2 dan NH 3 tinggi, sehingga ikan tidak mampu melakukan respirasi dan lebih banyak menyerap CO 2 dan NH 3 yang  meracuni  tubuh.    Supriyono et  al. (2011)  melaporkan  bahwa  kematian  ikan  pada  media  air pengepakan diakibatkan karena tingginya konsentrasi NH 3 dan juga CO 2 .
Transportasi optimal benih ikan patin menggunakan arang aktif serbuk dapat dilakukan antara rentang waktu 30 sampai dengan 36 jam dengan tingkat kelulusan hidup  83,5% sedangkan bila menggunakan arang aktif granula antara rentang waktu 24–30 jam dengan tingkat kelulusan hidup 91,5%. Dalam rentang waktu tersebut nilai sintasan tinggi dan secara ekonomi masih menguntungkan.
Penyerapan CO 2 dan NH 3 Dalam kantong benih ikan, arang aktif lebih efektif menyerap CO 2 dari pada NH 3 , hal ini disebabkan jumlah CO 2 jauh  lebih  banyak.  Senyawa  CO 2 yang  terjerap  akan  menempel  di  permukaan  arang  aktif,  semakin banyak serapan, maka pusat aktif arang akan jenuh sehingga daya serap terhadap senyawa lain  menurun. Menurut  Hasfita  (2012)  penambahan  konsentrasi  suatu  senyawa  tidak  akan  meningkatkan  efisiensi penyerapan bila pusat aktif telah mengalami kejenuhan.

## 4. Kesimpulan
Arang aktif serbuk lebih efektif menyerap CO 2 dibandingkan serbuk, hal ini diperkirakan sebagai faktor utama  yang  menyebabkan  sintasan  pada  kantong  benih  ikan  dengan  perlakuan  arang  aktif  serbuk  lebih tinggi  dibandingkan  bentuk  granula.  Penggunaan  arang  aktif  cangkang  sawit  bentuk  granula  dalam transportasi benih ikan disarankan untuk jangka waktu 24–30 jam, sedangkan bentuk serbuk antara 30–36 jam.

## Daftar Pustaka
Alfiany H, Bahri S, Nurakhirawati. 2013. Kajian penggunaan arang aktif tongkol jagung sebagai adsorben logam Pb dengan beberapa aktivator asam. Jurnal Natural Science . 2(3):75–86.
Hasfita  F. 2012. Study pembuatan biosorben dari limbah daun akasia  mangium ( Acacia  Mangium Wild ) untuk aplikasi penyisihan logam. Jurnal Teknologi Kimia Unimal . 1(1):36–48.
Kurniati E. 2008. Pemanfaatan cangkang kelapa sawit sebagai arang aktif. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik . 8(2):96–103.
Lempang, M. 2014. Pembuatan dan  kegunaan arang aktif. Info Teknis EBONI . 11(2):65–80.
Nasution A, Rambe SM. 2013. Karakterisasi dan  identifikasi gugus  fungsi dari karbon cangkang kelapa sawit dengan metode methano-pyrolysis. Jurnal Dinamika Penelitian Industri . 24(2):108–113. Sandi AP,  Astuti. 2014. Pengaruh waktu aktivasi menggunakan H 3 PO 4 terhadap struktur dan ukuran pori karbon  berbasis  arang  tempurung  kemiri  ( Aleurites  moluccana ). Jurnal  Fisika  Unand .  3(2):115– 120.
Supriyono E, Syahputra R, Ghozali MFR, Wahjuningrum D, Nirmala K,  Kristanto AH. 2011. Efektivitas pemberian zeolit, arang aktif, dan minyak cengkeh terhadap hormon kortisol dan gambaran darah benih  ikan  patin Pangasionodon  hyppophthalmus pada  pengangkutan  dengan  kepadatan  tinggi.
Jurnal Iktiologi Indonesia . 11(1):67–75.
Widyastuti A, Sitoru B, Jayuska A.  2013. Karbon aktif cangkang sawit sebagai adsorben gas dalam biogas. JKK . 2(1):30–33.