## POTENSI DAN PENGARUH TANAMAN PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH PULP DAN KERTAS DENGAN SISTEM LAHAN BASAH
Sri Purwati* ) , Aep Surachman * ) Peneliti Bidang Lingkungan Pada Balai Besar Pulp dan Kertas

## THE INFLUENCE AND POTENCY OF PLANT IN THE PULP AND PAPER EFFLUENT TREATMENT BY WETLAND SYSTEM

## ABSTRACT
Research  on  the  pulp  and  paper  effluents  treatment  by  the  wetland  system  process  using mendong plant was conducted. Experiment was carried out in a laboratory scale to study the influence of plant on  the treatment efficiency of  waste  water.  The  potency of  plant  in  the wetland  system  was also studied both the effects on the land quality and the plant yields. The experiment results showed that  treatment  by  the  wetland  system  process  using  mendong  plant  can  increase  the  efficiency  of pollutant removal in the waste water. At the retention time of 30 hours and the organic loading rate of 0.5 gr COD/m 3 , day, the treatment system could increase removal of COD 11 – 13 %, BOD 15 -16%, Lignin  3  –  4%  and  Na  20-33%.  The  treatment  system,  can  also  improve  land  quality,  increase vegetative growth and productivity of the plant. Finally, based on heavy metal analysis, it  shows that mendong plant (Fimbristylis globulosa) is able to absorb heavy metal, especially Chromium (Cr) and Cadmiun (Cd) at 39-50% efficiency.
Keywords : Waste  water  treatment,  wetland  system,  plant,  pollutants,  organic  substance,  heavy metal.

## INTISARI
Penelitian  pengolahan  airlimbah  pulp  dan  kertas dengan  proses  sistem  lahan  basah  yang menggunakan tanaman mendong (Fimbristylis globulosa) telah dilakukan dalam skala laboratorium. Pengaruh dan potensi tanaman telah dipelajari melalui pengamatan efisiensi pengolahan air limbah dan juga efeknya terhadap kualitas tanah serta pertumbuhan tanaman. Hasil percobaan menunjukkan bahwa dengan menggunakan tanaman dalam sistem lahan basah dapat meningkatkan efisiensi reduksi kandungan pencemar dalam air limbah. Pada laju beban organic 0,5 gr COD/m 3 , hari, dengan waktu tinggal 30 jam dapat meningkatkan reduksi COD 11 – 13%, BOD 15-16%, lignin 3- 4% dan natrium 20-30%. Keunggulan pengolahan air limbah dengan sistem ini adalah kualitas tanah jadi meningkat sehingga meningkatkan produktivitas tanaman yang tumbuh pada tanah tersebut. Selain itu diperoleh hasil bahwa tanaman mendong mempunyai kemampuan menyerap logam berat khususnya Chromiun (Cr) dan Cadmium (Cd) yang terkandung dalam air limbah dengan efisiensi reduksi 39 – 50%
Kata kunci : Pengolahan air limbah, sistem lahan basah, tanaman, pencemar, bahan organik, logam berat

## PENDAHULUAN
Berbagai teknologi pengolahan air limbah telah  dilakukan  baik  yang  berbasis  proses  fisika, kimia  maupun  biologi.  Dari  teknologi  berbasis biologi  diantaranya  sistem  lahan  basah  telah dikenal  sebagai  teknologi  tepat  guna  yang memanfaatkan potensi alam yang ada, yaitu yang
terdiri  dari  tanah, air,  tumbuhan,  mikroorganisma dan kehidupan lain di air dan tanah. Kesederhanaan  di  dalam  kontruksi  dan  cara mengoperasikannya maka IPAL dengan bioteknologi ini patut dikembangkan  dan diterapkan di industri agro termasuk industri pulp dan  kertas  yang  memilki  kapasitas  kecil  namun mempunyai lahan yang cukup luas.
Pada  umumnya  industri  pulp  dan  kertas skala  kecil  menengah  seperti  industri  kertas sembahyang ( joss paper ) tidak dilengkapi dengan unit  pemulihan  bahan  kimia.  Namun  demikian lindi hitam hasil perendaman bahan baku (batang bambu)  didaur  ulang  untuk  merendam  kembali bahan baku yang baru melalui proses soda dingin . Walaupun proses penggunaan kembali lindi hitam dilakukan  secara  berulang,  pada  akhirnya  setiap perioda  satu  minggu  sekali  akan dibuang  sebagai air  limbah  ke  lingkungan.  Air  limbah  ini  sangat tinggi  beban  pencemarannya  sehingga  harus dilakukan  pengolahan  terlebih  dahulu  bersama- sama  dengan air limbah yang dihasilkan dari unit pembuatan kertas.
Permasalahan yang dihadapi oleh industri kecil  menengah  selain  keterbatasan  biaya  adalah tidak  terjaminnya  kontinuitas  proses  produksi yang  akan  mempengaruhi  pula  ketidakstabilan terhadap  kualitas  air  limbahnya.  Peraturan lingkungan  yang  makin  ketat,  diperlukan  upaya peningkatan  sistem  pengolahan  yang  lebih menjamin  terpenuhinya  kualitas  air  limbah  yang dihasilkan  sesuai  dengan  persyaratan  baku  mutu. Pengolahan  air  limbah  dengan  bioteknologi  yang sederhana  dan  murah  tapi  efektif  yaitu  dengan menggunakan sistem lahan basah yang dikombinasi dengan pertumbuhan tanaman adalah merupakan solusi yang perlu dikembangkan untuk stabilisasi  air  limbah  sebelum  dibuang  ke lingkungan.

## TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip pengolahan air limbah untuk lahan basah  secara  umum  memanfaatkan  beberapa unsur  alam  yang  secara  sinergi  berperan  dalam mendegradasi cemaran yang terkandung dalam air limbah.  Unsur  tersebut  adalah  tanah  yang berperan  sebagai  media  tumbuh  tanaman  dan penyerap  bahan  cemaran.  Unsur  lain  adalah mikroorganisme yang berperan sebagai pendegradasi  atau  pengurai  bahan  yang  dirubah menjadi  bahan  yang  lebih  sederhana,  dan  unsur tanaman memanfaatkan hasil biodegradasi tersebut  sebagai  unsur  hara  yang  dibutuhkan untuk pertumbuhannya.(Robert L.K., 1994)
Dari  penelitian  terdahulu  telah  diperoleh gambaran  mengenai  potensi  dan  hambatan  yang ada  pada  pengolahan  air  limbah  pulp  dan  kertas dengan sistem lahan basah. Berdasarkan potensinya  yang  cukup  prospektif,  maka  dengan sistem lahan basah dimungkinkan untuk melakukan  sinergi antara pengolahan  dan pemanfaatan  air  limbah  sebagai  media  tumbuh tanaman produktif. Berdasarkan pada kemampuan tanaman,  maka  dalam  penelitian  ini  diarahkan
untuk  mengembangkan  metoda  pengolahan  air limbah  sistem  lahan  basah  dengan  menggunakan jenis tanaman yang memiliki kemampuan tumbuh tinggi dan bernilai ekonomi.
Jenis tanaman yang dikenal dengan nama “Mendong”  atau Fimbristylis  globulosa adalah termasuk  tanaman  biasa  tumbuh  di  areal  lahan basah,  yang  banyak  dibudidayakan  masyarakat untuk  industri  kecil  pembuatan  tikar  selain  itu juga  potensial  sebagai  sumber  serat  untuk  bahan baku pembuatan pulp dan kertas.
Teknologi  pengolahan  air  limbah  dengan sistem lahan basah sudah diaplikasikan dibeberapa  industri  walaupun  rancangan  dan operasinya  masih  konvensional.  Salah  satu industri  pulp dan kertas  di  Indonesia  secara tidak disadari  telah  menerapkan  pengolahan  air limbahnya  dengan  sistem  lahan  basah  ini. Pemanfaatan air limbah oleh masyarakat setempat untuk  irigasi  pesawahan  adalah  penerapan  pola lahan  basah.  Dari  hasil  penelitian  yang  pernah dilakukan  dapat  diperoleh  data-data  yang  cukup representatif  yang  menunjukan  terjadi  penurunan kadar  pencemar  air  limbah  yang  digunakan sebagai  air  irigasi  yang  telah  melewati  air pesawahan.  Besarnya  penurunan  kadar  BOD dalam  air  limbah  bisa  mencapai  30  –  45  %  dan TSS  60  –  85  %  .Sedangkan  analisis  dari  hasil panen  tanaman  padi  menunjukan  peningkatan produktivitas  45  –  60    %.  Potensi  yang  ada tersebut  masih  didukung  oleh  data  sekunder  dari para petani yang menyatakan bahwa pemanfaatan air  limbah  sebagai  irigasi  dapat  menurunkan kebutuhan  pupuk  hingga  25%.  ( UNEP-NIEM, 1996 )
Penggunaan  tehnologi  dengan  sistem lahan  basah  untuk  pengolahan  air  limbah  perlu mempertimbangkan  beberapa  faktor  yang  dapat menjadi kendala dalam pengoperasiannya. Kontruksi  bak  dibuat  dengan  ran-cangan  yang memungkinkan pola aliran tidak terjadi hambatan. Pengaturan ketinggian level air diatur konstan dan tidak  lebih  dari  60  cm  untuk  menunjang kehidupan  mahluk  hidup  didalamnya.  Komposisi media  tanah  yang  memungkinkan  tidak  terjadi penyumbatan  aliran  namun  juga  harus  dapat mendukung  tanaman  untuk  dapat  tumbuh  lebih baik. (Hardiani,  2001). Selain  faktor  tersebut diatas,  faktor  lain  yang perlu  diperhatikan adalah bahwa  kekurangan  oksigen  pada  lahan  basah dapat menyebabkan kondisi anaerobik yang dapat menghasilkan gas beracun dan tumbuhnya bakteri patogen  yang  akan  mengganggu  kehidupan lainnya.  Keberhasilan  pengolahan  air  limbah dengan  sistem  lahan  basah  ditentukan  oleh pengaturan  kondisi  operasi  diantaranya  oleh waktu tinggal dan beban organik serta
dipengaruhi oleh karakteristik air limbahnya yaitu sifat  bahan  organik  dan anorganik,  dan  termasuk kandungan  logam  beratnya.  (Metcalf  &  Eddy, 2003)

## BAHAN DAN METODA

## Bahan

## Air Limbah
Air  limbah  yang  digunakan  dalam percobaan  adalah  air  limbah  pabrik  kertas sembahyang  ( joss  paper )  yang  menggunakan proses  soda  dingin  dan  mendaur  ulang  kembali lindi  hitam  untuk  perendaman  bahan  baku.  Air limbah ini adalah campuran dari lindi hitam yang sudah  mengalami  pengolahan  proses  anaerobik konvensional  dengan  waktu  tinggal  20  –  30  hari yang  hasil  olahannya  terencerkan  dengan  air limbah  dari  proses  pembuatan  kertas.  Air  limbah campuran  ini  pun  sudah  mengalami  proses pengolahan  secara  kimia  dengan  penambahan alum,  namun  kualitas  air  limbah  yang  dihasilkan belum memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan.

## Media Lahan Basah
Sebagai  media  lahan  basah  digunakan campuran tanah dan pasir dengan komposisi 1 : 1. Penentuan  komposisi  ini  diperoleh  dari  hasil penelitian terdahulu yang merupakan kondisi yang terbaik,  yaitu  mampu  sebagai  filtrasi  dan  dapat mengurangi terjadinya penyumbatan aliran (Hardiani,  2001) .  Tanah  dan  pasir  diambil  dari lokasi  sekitar  pabrik  dimana  air  limbahnya digunakan sebagai percobaan.

## Tanaman
Tanaman  yang  digunakan  adalah  yang dikenal dengan nama “mendong” atau Fimbristylis  globulosa .  Tanaman  ini  dipilih berdasarkan  kemampuan  tumbuhnya  yang  cepat terutama  di  tanah  basah  (becek)  dan  mempunyai akar  serabut  yang  sangat  lebat  sehingga penyerapan  terhadap  bahan  pencemar  sebagai unsur  hara  yang  dibutuhkan  relatif  besar.  Selain itu  tanaman  ini  dibudidayakan  oleh  masyarakat untuk  bahan  tikar  dan  bahan  kerajinan  kain,  juga berpotensi  sebagai  bahan  berserat  untuk  bahan baku pulp dan kertas. Keunggulan lain adalah cara penanamannya mudah, dapat dipanen sampai tiga kali per perioda tanam.

## Konstruksi Lahan Basah
Percobaan  skala  laboratorium  ini  menggunakan konstruksi  bak  yang  dibuat  dari  bahan  akrilik dengan  ukuran  100  cm  x  30  cm  x  40  cm  yang terbagi  atas  ruang  pengumpan  ( feeding ),  bagian lahan basah dan penampung hasil olahan.

## Metoda
Tahapan percobaan yang dilakukan meliputi :

##  Karakterisasi  Air  Limbah  dan  Media Tanah.
Terhadap  air  limbah  dilakukan  analisa parameter  pencemar,  untuk  dasar  pengaturan kondisi  operasi  beban  organik.  Media  tanah, pasir dan campuran keduanya dianalisa untuk mengetahui tekstur dan kandungan unsur hara yang terkandung di dalamnya.
 Percobaan Pengolahan
Pengaliran  air  limbah  ke  bak  lahan  basah  di atur  debitnya  pada  laju  beban  sekitar    0,5  g COD/m 3 ,  hari  yang  didasarkan  atas  kondisi terbaik pada penelitian sebe-lumnya.
Perlakuan percobaan terdiri dari : o Pola  alir,  meliputi  aliran  horizontal  dan vertikal ke bawah
o Tanpa dan dengan tanaman.
 Pengamatan dan Evaluasi
Pengamatan  terhadap  air  limbah,  dila-kukan analisa  inlet  dan  outlet  untuk  mengetahui efisiensi  penurunan  kadar  pencemar  meliputi parameter  pH,  TSS,  COD,  BOD,  lignin,  Na, serta  logam  berat.  Pengamatan  terhadap pertumbuhan  tana-man  dilakukan  melalui pengukuran  tinggi  tanaman,  jumlah  anakan dan  berat  bio-masa  tanaman  serta  analisa logam  berat.  Pengamatan  terhadap  tanah dilakukan  sebelum  dan  setelah  percobaan, meliputi  kandungan  unsur  hara  makro  dan mikro serta logam berat.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakterisasi Air Limbah dan Media Tanah
Air  limbah  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  berasal  dari  sistem  pengolahan  air limbah yang ada di pabrik yang kualitasnya belum memenuhi persyaratan baku mutu air limbah yang boleh  dibuang  ke  lingkungan.  Karakteristik  air limbah  sebelum  diolah  dengan  percobaan  sistem lahan basah dapat dilihat pada tampilan Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik Air Limbah Sebelum Diolah Dengan Sistem Lahan Basah. Parameter Satuan  Nilai Uji Baku mutu PP 51/95. Lamp.B PH TSS BOD COD Lignin Na - mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 7,5 127,5 215,2 544,9 138,6 43,0 6 – 9 100 100 200 - -
Berdasarkan  hasil  uji  pada  Tabel  1 menunjukan  bahwa  kandungan  bahan  pencemar dalam  air  limbah  masih  cukup  tinggi.  Seluruh parameter  belum  memenuhi  persyaratan  baku mutu  menurut  PP.51/95,  untuk  air  limbah  kertas. Bila ditinjau dari nilai BOD dan COD maka rasio BOD/COD  memberikan  nilai  0,39,  yang  berarti
bahwa senyawa organik dalam air limbah tersebut adalah  dominan  dengan  organik  kompleks  yang bersifat  sulit  didegradasi  oleh  mikroorganisme ( nonbiodegradable ). Hal  ini bisa dilihat pula dari kadar  lignin  dalam  air  limbah  yang  masih  cukup tinggi  (138,6  mg/L),  yang  menunjukkan  bahwa bagian dari senyawa organik yang bersifat nonbio- degradable di  dalam  air  limbah  masih  cukup besar.  Demikian  pula  halnya  dengan  unsur natrium  (Na)  terlihat kadarnya  juga  cukup  tinggi. Unsur Na ini berasal dari bahan kimia NaOH yang ditambahkan  pada  proses  perendaman  soda dingin, yang didalam air limbah sebagian besar Na terikat di dalam persenyawaan organik lignin.
Tanah  yang  digunakan  sebagai  media didalam  sistem  lahan  basah  ini  dicampur  dengan pasir pada perbandingan 1 : 1, untuk mendapatkan tekstur dan stuktur media yang baik sebagai media filter  dan  juga  sebagai  media  tumbuh  tanaman. Karakteristik tanah, pasir dan media campurannya ditampilkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Karakteristik Tanah, Pasir dan Media Dengan Komposisi Tanah : Pasir = 1 : 1.
Parameter Satuan Jenis Tanah Pasir Campuran Tekstur 1. pasir 2. debu 3. liat pH
4. dalam H 2 O 5. dalam KCI Karbon Hara makro 6. unsur N 7. unsur P 8. unsur K Hara mikro 9. Ca 10. Mg 11. Na 12. Fe 13. Mn 14. Cu 15. Zn 16. S 17. Al KTK % % % - - % % mg/100g mg/100g me/100g me/100g me/100g mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g me/100g 36 25 39 6,8 5,8 1,55 0,09 12,0 0,48 14,09 4,17 0,69 1,8 15,5 0,6 29,4 138,1 23,9 18,29 78 14 8 7,1 6,5 0,45 0,01 15,4 0,19 2,27 0,30 0,15 2,7 2,6 2,5 0,6 1,7 33,9 5,16 63 23 14 7,3 6,3 0,58 0,03 13,8 0,28 6,34 1,67 0,23 1,5 3,8 0,8 6,8 3,3 31,4 7,14
Berdasarkan  atas  analisa  tekstur  tanah maka tanah yang bertekstur liat dicampur dengan pasir  yang  teksturnya  pasir  berlempung  menjadi suatu media tanah yang memiliki tekstur lempung berpasir. Tekstur media tanah yang digunakan ini menjadi  lebih  baik  sifatnya  yaitu  merupakan tekstur tanah  yang  mendekati kondisi  ideal  untuk pertumbuhan tanaman dari kemampuannya mengikat  unsur-unsur  hara.  Demikian  pula dengan  adanya  kandungan  pasir  membuat  media tanah campuran pasir ini memiliki daya perkolasi tinggi dan memperkecil terjadi penyum- batan.( Winarso,2005 )
Namun  jika  ditinjau  dari  analisa  unsur- unsur  haranya  maka  media  campuran  tanah  dan pasir  ini  termasuk  katagori  tanah  yang  miskin unsur  hara  baik  unsur  makro  maupun  unsur  hara mikro. Selain itu juga nilai kapasitas tukar kation (KTK)  sangat  rendah,  dengan  nilai  KTK  7,14 menunjukan bahwa tanah campuran pasir tersebut memiliki kesuburan rendah. Kondisi ini didukung pula  dari  hasil  analisa  kandungan  carbon  sebagai komponen  bahan  organik  yang  relatif  rendah. Diharapkan  dengan  karakteristik  seperti  tersebut diatas  maka  media  tanah  ini  sesuai  digunakan dalam pengolahan air limbah sistem lahan basah.

## Percobaan Pengolahan Air Limbah
Percobaan  pengolahan  skala laboratorium dilakukan  dengan  menggunakan  model  sistem lahan  basah  yang  terdiri  atas  dua  buah  reaktor yang  masing-masing  diisi  dengan  media  tanah (campuran  tanah  +  pasir  1  :  1)  setinggi  20  cm. Dari  dua  buah  model  tersebut  yang  satu ditumbuhkan  tanaman  mendong  (Fimbristylis globulosa)  dan  lainnya  tanpa  tanaman.  Pada awalnya ditambahkan air bersih sampai tergenang dengan ketinggian air 20 cm, hingga media tanah terjenuhi.
Pengaliran  air  limbah  kedalam  media lahan  basah  dilakukan  setelah  pertumbuhan tanaman  baik  dengan  perakaran  lebat. Pola aliran air limbah masuk diatur sebagai variasi perlakuan yaitu secara horizontal dan aliran vertical dari atas ke  bawah.  Kecepatan  aliran atau  debit  air limbah  masuk  sistem  pengolahan  diatur  pada debit  30  ml/menit  untuk  mendapatkan  laju pembebanan sekitar 0,5 g COD/m 3 ,hari. (Hopkint, 1999)
Kualitas Air Limbah Dari Sistem Lahan Basah Tanpa Tanaman
Dari pelaksanaan  percobaan setelah mencapai  kondisi  stabil,  dilakukan  analisa  yang data-  data  kualitas  air  limbah  awal  dan  hasil
pengolahan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 : Kualitas Air Limbah Awal dan Setelah Pengolahan Lahan Basah Tanpa Tanaman.
Parameter  Awal Horizontal Vertikal Ke Bawah Nilai % Red Nilai % Red PH TSS, ppm BOD, ppm COD,ppm Ratio BOD/COD Lignin,ppm Na, ppm 7,5 127,5 215,2 544,9 0.39 138,6 43,0 6,9 30,4 94,7 141,7 0.67 14,5 21,5 - 76,16 55,99 74,05 - 89,54 50,00 7,1 36,5 105,6 163,2 0.65 15,8 29,4 - 71,37 50,93 70,05 - 88,60 31,63
Pengolahan  lahan  basah  pada  dasarnya merupakan  stabilisasi  yang  menggabungkan antara  proses  anaerobik  dan  aerobik.  Kondisi anaerobik  terjadi  di  bagian  dasar,  proses  aerobik berlangsung  di  permukaan,  sedangkan  di  bagian tengah  terjadi  proses  fakultatif.  Data  Tabel  3 menunjukan  efisiensi  reduksi  pencemar  cukup efektif,  yaitu  dapat  mereduksi  TSS  71  –  76  %, BOD 50 – 56 %, dan COD 70 – 74 %. Penurunan kadar  lignin  yang  merupakan  senyawa  organik kompleks  lebih  dominan  yaitu  mencapai  reduksi hingga  88  –  90  %.  Dalam  sistem  lahan  basah tersebut  senyawa  lignin  yang  teruspensi  tertahan pada  partikel  tanah  yang  berperan  sebagai  filter, sedangkan senyawa lignin yang terlarut didegradasi oleh  mikroorganisma anaerobik menjadi  senyawa  organik  yang  lebih  sederhana yang bersifat biodegradable dan terdeteksi sebagai BOD. Kondisi ini didukung dari rasio BOD/COD air  limbah  terolah  meningkat  lebih  besar  menjadi 0,65  –  0,67  dibandingkan  air  limbah  awal  yang memiliki rasio BOD/COD 0,39.
Ditinjau dari pada pola alir limbah terlihat bahwa  aliran  air  limbah  yang  masuk  secara horizontal  ke  dalam  lahan  basah  ternyata  lebih efektif penurunan kadar pencemarannya dari pada yang  mengalir  secara  vertikal  kebawah. Dengan aliran  dari  atas  berarti  kontak  awal  berlangsung dalam kondisi aerobik, dimana proses biodegradasi hanya terbatas pada senyawa organik sederhana  saja.  Setelah  aliran mencapai  bawah baru  mulai  terjadi  biodegradasi terhadap  senyawa organik kompleks  seperti  lignin.  Berbeda  halnya dengan  yang  terjadi  pada  pola  aliran  horizontal, dimana  proses berlangsung secara simultan antara kondisi  aerobik  dan  anaerobik  sehingga  proses biodegradasi menjadi lebih besar.

## Kualitas Air Limbah Dari Sistem Lahan Basah Dengan Tanaman.
Fungsi  tanaman  yang  tumbuh  didalam  sistem lahan  basah  diharapkan  dapat  meningkatkan
proses penyerapan terhadap bahan-bahan pencemar  yang  terkandung  dalam  air  limbah setelah mengalami proses biodegradasi. Data-data kualitas air limbah dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Kualitas Air Limbah Setelah Pengolahan Lahan Basah Dengan Pertumbuhan Tanaman.
Parameter Awal Horizontal Vertikal Ke Bawah Nilai % Reduksi Nilai % Reduksi PH TSS, mg/l BOD, mg/l COD, mg/l Ratio BOD/COD Lignin, mg/l Na, mg/l 7,5 127,5 215,2 544,9 0.39 138,6 43,0 6,8 20 62,3 81,7 0.76 10,7 12,7 - 84,31 71,05 85,01 - 92,28 70,46 6,7 25 69,3 92,4 0.75 9,2 15,2 - 80,39 67,79 83,04 - 93,36 64,65
Dibandingkan  terhadap  perlakuan  tanpa  tanaman ternyata  pada  perlakuan  yang  sinergi  dengan tanaman  peran  dan  kontribusi  tanaman  dalam proses  penyerapan  bahan  pencemar  cukup  efektif yaitu dapat menambah besar efisiensi reduksi TSS sekitar 8 – 9 %, BOD antara 15 -16 %, dan COD berkisar 11 – 13 %, sedangkan lignin 3 - 4 % dan Na  cukup  tinggi  hingga  20 –  33  %.  Berarti  hasil proses biodegradasi oleh mikroorganisma dimanfaatkan  oleh  tanaman  untuk  memenuhi kebutuhan unsur hara makro dan unsur hara mikro selama  masa  pertumbuhannya.  Hal  ini  terjadi karena  tanah  yang  digunakan  sebagai  media tumbuh  termasuk  miskin  unsur  hara  sehingga tanaman  mengambil  hara  esensial  yang  berasal dari  air  limbah.  Keadaan  ini  didukung  oleh keberadaan  dan  aktifitas  mikroorganisme  yang saling  bersinergi  dengan  tanaman  sehingga mampu  merombak  senyawa  organik  yang kompleks  menjadi  sederhana  dan  mengubah keberadaan unsur hara menjadi tersedia dan dapat diserap  oleh  tanaman.  Indikasi  yang  terlihat adalah  rasio  BOD  terhadap  COD  didalam  air limbah  meningkat  menjadi  0,75  –  0,76, dibandingkan dari  perlakuan  tanpa  tanaman yang rasio  BOD/COD  0,65  –  0,67.  Berarti  pada perlakuan tanpa tanaman yang rasio BOD / COD nya 0,65 – 0,67 menunjukkan kandungan senyawa organik  dalam  air  limbah  lebih  dominan  dengan senyawa organik yang masih bersifat biodegradable.
Secara  umum  efektivitas  pengolahan  air
limbah  dengan  sistem  lahan  basah  yang dilengkapi dengan  pertumbuhan  tanaman  terbukti cukup  tinggi  sehingga  produktif  di  aplikasikan dalam  skala  pabrik.  Pada  kondisi  operasi  beban organik  0,5  g  COD/m3,  hari  dan  dengan  media yang  menggunakan  campuran  tanah-pasir  1  :  1 serta  dilengkapi  pertumbuhan  tanaman  dapat menghasilkan kualitas air limbah yang memenuhi persyaratan  baku  mutu.  Keunggulan  lain  yang dapat  diperoleh  adalah  produktivitas  tanaman yang dapat dimanfaatkan dan bernilai ekonomi.

## Kualitas Tanah
Media  tanah  yang  digunakan  dalam sistem  lahan  basah  telah  diketahui  sebelumnya bahwa  kualitasnya  tergolong  sebagai  tanah  yang kandungan  haranya  rendah.  Media tanah  tersebut setelah dialiri air limbah yang berlangsung selama perioda  percobaan  sekitar  3  bulan,  dianalisis kualitasnya yang datanya ditampilkan pada Tabel 5.
Ditinjau  dari  tekstur  tanah  telah  terjadi perubahan  tekstur,  yaitu  yang  semula  memiliki tekstur lempung berpasir menjadi tekstur lempung liat  berdebu.  Perubahan  tekstur  tersebut  sama untuk  media  lahan  basah  tanpa  tanaman  maupun yang  dengan  pertumbuhan  tanaman.  Pada tekstur tanah  terjadi  peningkatan  kadar  liat  yang disebabkan  oleh  terikatnya  senyawa  lignin didalam partikel-partikel tanah. Selama pengaliran
air limbah, senyawa lignin tertahan
Tabel 5 : Analisis Media Tanah Setelah Pengaliran Air Limbah Parameter Satuan Perlakuan Tanpa tanaman Dengan tanaman Tekstur 1. pasir 2. debu 3. liat
pH
4. dlm H 2 O
5. dlm KCI Karbon Hara makro 6. unsur N 7. unsur P 8. unsur K Hara mikro 9. Ca 10. Mg 11. Na 12. Fe 13. Mn 14. Cu 15. Zn 16. S 17. Al KTK % % % - - % % mg/100g mg/100g me/100g me/100g me/100g mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g me/100g 59 20 21 7,1 4,0 1,25 0,10 22,8 0,72 11,17 3,12 1,29 5,4 88,8 0,5 53,4 111,3 32,6 13,87 51 23 26 7,7 7,0 1,3 0,12 25,0 0,66 13,75 3,67 1,67 3,5 102,1 0,5 43,2 469,4 41,6 16,82
oleh  tanah,  yang  terlihat  dari  penurunan  kadar lignin dalam air limbah yang cukup besar.
Dari  kandungan  hara  tanah,  baik  hara  makro maupun mikro terjadi  peningkatan cukup signifikan.  Demikian  pula dengan  nilai  Kapasitas Tukar  Kation  (KTK)  terjadi  peningkatan  yang semula memiliki nilai KTK 7,14 menjadi 16,82.
Peningkatan  kandungan  hara  tanah  dalam  sistem lahan  basah  ini  berarti  terjadi  perubahan  positif yang  dapat  memberikan  sifat  kesuburan  bagi tanah.  Indikasi  kesuburan  tanah  selain  dapat dilihat dari tekstur dan kandungan hara (N, P, K) juga dari nilai kapasitas tukar kation (KTK) yang merupakan  nilai  kation  basa  terdiri  dari  Ca,  Mg, Na  dan  K.  Nilai  perbandingan  kelompok  kation tersebut dapat digunakan untuk menunjukkan sifat tanah di dalam menyediakan hara dan pH .(Winarso S., 2005)
Kualitas dan kesehatan tanah juga ditentukan oleh
kandungan  bahan  organiknya.  Pengolahan  tanah secara berkesinambungan juga harus memperhatikan  perbandingan  antara  kadar  unsur carbon ( C ) terhadap unsur hara N, P, K dan juga harus  mempertahankan  kadar  bahan  organik dalam  tanah.  Berdasarkan  pada  pembahasan tersebut diatas maka bioteknologi dalam pengolahan  air  limbah  sistem  lahan  basah  dapat memberikan pengaruh positif memperbaiki kualitas  tanah  melalui  perbaikan  tekstur,  unsur hara  dan  sifat-sifat  fisik.  Namun  demikian  perlu pemantauan sejauh mana terjadi akumulasi bahan- bahan  pencemar  yang  berasal  dari  air  limbah seperti Na dan logam berat ke dalam tanah.

## Analisis Logam Berat
Permasalahan lingkungan khususnya pence-maran  oleh limbah  industri  umumnya  akan dikaitkan  dengan  masalah  logam  berat  yang termasuk  kriteria  limbah  B3.  Didalam  percobaan ini  dilakukan  pula  analisis kandungan    logam berat di  dalam  air  limbah,  media  tanah  dan tanaman.  Pada  salah  satu  perlakuan  yang  terbaik yaitu  pengolahan  air  limbah  melalui  lahan  basah yang  ditumbuhi  tanaman  dengan  pola  aliran horizontal dilakukan sampling  dan  analisis  logam berat.  Evaluasi  dilakukan  dengan  cara  memban- dingan  hasil  pengolahan  air  limbah  terhadap percobaan  kontrol  yang  menggunakan  air  bersih yaitu  untuk  mengetahui  sejauh  mana  dapat mereduksi  logam  berat  dalam  air  limbah  dan sejauh  mana  terjadi akumulasi  didalam  tanah dan tanaman.  Data  analisis  logam  berat  dapat  dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Data Analisis Logam Berat . Contoh Parameter Logam Berat, ppm Cd Cr Pb CO Air limbah - inlet - outlet % Reduksi Tanah - percobaan
- kontrol %
Akumulasi Tanaman - percobaan - kontrol % Akumulasi 0,004 0,002 50,0 0,0001 1 0,0001 0 10,0 0,0007 0,0006 16,7 0,343 0,208 39,4 0,0018 5 0,0018 0 2,8 0,0014 0,0003 366 0 0 - 0 0 - 0 0 - 0,048 0,037 22,9 0,0003 0,0002 50,0 0 0 -
Berdasarkan analisis logam berat, menunjuk-kan  bahwa  pengolahan  air  limbah sistem  lahan  basah  yang  dilengkapi  dengan pertum-buhan  tanaman  dapat  menurunkan  kadar logam berat cukup efektif khususnya untuk logam Cd,  Cr  dan  Co  mencapai  22–50  %.  Keberadaan logam  berat  tersebut  dipindahkan  dari  semula terkandung dalam  air  limbah  berpindah ke  media tanah dan  atau ke tanaman.  Dari  Tabel  6.  terlihat bahwa dengan membandingkan terhadap pengolahan  kontrol  keberadaan  logam  berat  Cd terakumulasi  di  tanah  dan  di  tanaman  dengan kadar  sangat  rendah.  Sedangkan  logam  berat  Cr lebih  dominan  terakumulasi  dalam  tanaman, daripada  di  tanah.  Kadar  Cr  dalam  tanaman percobaan  meningkat  >  300  %  dari  yang terkandung  dalam  tanaman  kontrol.  Berarti tanaman  mendong  ini  termasuk  jenis  tanaman
yang  bersifat  sebagai  bioakumulator  terhadap logam  berat  Cr.  Berbeda  halnya  dengan  logam berat  Co  yang  hanya  terakumulasi  di  tanah  saja, berarti  logam  berat  Co  berada  dalam  bentuk senyawa  yang  tidak  tersedia  untuk diserap tanaman.

## Produktivitas Tanaman
Untuk  mengetahui  tingkat  produktivitas tanaman  telah  dibandingkan  tinggi  tanaman, jumlah anakan dan berat biomassa kering tanaman yang  tumbuh  pada  perlakuan  percobaan  yang dialiri  air  limbah  dengan  tanaman  kontrol  yang mendapat aliran air bersih. Data pengukuran berat total tanaman ditampilkan pada Tabel 7.
Tabel 7. Berat Biomassa Tanaman Percobaan dan Tanaman Kontrol
Perlakuan Tinggi Tanaman (cm) Jumlah Anakan Berat Biomassa Kering (gr) Kontrol Aliran Horizontal Aliran Vertikal 91 93 92 56 57 62 27.63 29.58 28.76
Data  yang  ditampilkan  pada  Tabel  7 menunjukkan  bahwa  tanaman  yang  tumbuh  pada sistem  lahan  basah  dengan  aliran  air  limbah menghasilkan pertumbuhan dengan tinggi tanaman,  jumlah  anakan  serta  berat  biomassa yang  lebih  besar  dibandingkan  tanaman  pada kontrol.  Hal  ini  disebabkan  oleh  kualitas  tanah yang  dipakai  sebagai  media  tumbuh  tanaman menjadi  lebih  baik  setelah  mendapat  aliran  air limbah.  Perubahan  tekstur  dan  ketersediaan  hara dalam  tanah  yang  berasal  dari  air  limbah  telah mendukung  pertumbuhan  tanaman  menjadi  lebih baik,  sebaliknya  kualitas  tanah  yang  digunakan masih  miskin  unsur  hara  seperti  pada  kontrol sehingga  menghasilkan  pertumbuhan  tanaman yang  rendah.  Produktivitas  tanaman  yang  terbaik diperoleh  pada  pengolahan  air  limbah  sistem lahan basah dengan aliran horizontal.

## KESIMPULAN
1. Pengolahan  sistem  lahan  basah  yang disinergikan  dengan  budidaya  tanaman mendong  ( Fimbristylis  globulosa )  cukup efektif  dan  efisien  untuk  diaplikasikan  pada pengolahan  lanjut  dari  IPAL  industri  pulp dan  kertas  skala  kecil  menengah.  Sistem pengolahan  ini  memiliki keunggulan  dengan
perolehan  nilai  ekonomi  dari  tanaman mendong  sebagai  bahan  berserat  untuk kerajinan ataupun untuk bahan baku pulp dan kertas.
2. Dari  rancangan  percobaan  menunjukkan adanya  kontribusi  peran  tanaman  pada pengolahan  air  limbah  sistem  lahan  basah dengan  komposisi  media  berupa  campuran tanah dan pasir 1 : 1 pada laju beban organik 0,5  g  COD/m 3 ,hari  atau  dengan  waktu tinggal  30  jam  dapat  memperbesar  reduksi BOD = 15–16%, COD = 11–13%, lignin 3– 4% serta Natrium 20–33%.
3. Efisiensi  pengolahan  sistem  lahan  basah yang  bersinergi  dengan  tanaman  mendong dapat  meningkat  terlihat  dari  pencapaian reduksi  yang  tertinggi  yaitu  reduksi  TSS  > 84 %, BOD > 71 %, COD > 85 % , lignin > 92 % dan Na > 70 %.
4. Pengolahan  sistem  lahan  basah  dengan pertumbuhan  tanaman  mendong  memiliki kemampuan  dapat  mereduksi  kandungan logam berat  Cd, Cr dan Co dalam air limbah sekitar 22–50%. Tanaman mendong mempunyai  kemampuan  absorpsi  logam  Cr yang  cukup  tinggi  dengan  persen  absorpsi  > 360  %  dari  yang  terkandung  pada  tanaman kontrol.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Allan,M. Springer., 1993. Industrial
Environmental  Control  Pulp  and  Paper
Industri , Tappi Press, 2nd Edition.
2. Daiger,  G.T.  ,  Waltrip,  G.  D.  .,  1998.
Enhanced  Secondary  Treatment  Incorporating Biological Nutrient . Journal  of  WPCF . Vol.60, No. 10, p. 1833 – 1842.
3. Hammer,  D.  A.  .,  1989. Constructed  Weltand for Wastewater Treatment Municipal, Industial and Argicultural .Utilization of  Artificial Marches  for  Treatment  of  Pulp  Mill  Effluent, Tappi Proceedings.
4. Hardiani,  N,  Handayani  TA,  Aep  Surachman,. Pengolahan  Air  Limbah  Pulp  dengan  Sistem Lahan Basah (Wetland  System). Berita Selulosa , Vol XXXVII, 2001, No 3 – 4, hal 42
– 49.
5. Hopkint,  WG.,  1999. Introduction  to  Plant Physiology,  John  Willey  &  Sons,  Inc , 2nd  Ed, New York.
6. Kementrian Lingkungan Hidup, 2002. Himpunan  Peraturan  Perundang-undangan  di Bidang Pengolahan  Lingkungan  Hidup ,  Edisi 1, Jakarta.
7. Metcaft  and  Eddy,  2003. Wastewater
Engineeing  :  Treatment  and  Reuse ,  4rd
Ed, Tata McGraw-Hill Publishing
Company Ltd. , New Delhi, India.
8. Robert  L.  Knight,  1994. Design  ad Performance  of  the  Champion  Pilot Constructed  Wetland Treatment  System . International  Conference  Proceedings, Tappi Press, Atlanta.
9. Rudolph  N.  Thut,  1989. Utilization  of Artificial  Marshes  for  Treatment  of  Pulp Mill Effluents .Environmental  Conference,
Tappi Proceedings, p. 83 – 87.
10. UNEP_NIEM, 1996. Environmental Management  in  the  Pulp  and  Paper Industry , Receving Water Quality Evaluation  and  Receiving  Land  Quality
Evaluation , Training Package 2, Thailand. 11. Wesley  Eckenfelder,  2000. Industrial Water  Pollution  Control .  McGraw-Hill Book  Company,  3rd  Edition,  Singapore, International Edition.
12. Winarso,  S,  2005. Kesuburan  Tanah, Dasar Kesehatan  dan  Kualitas  Tanah, ed 1, Penerbit Gava Media, Yogyakarta.