BIOSEMENTASI TANAH PASIR DENGAN
CANGKANG TELUR AYAM (Gallus domesticus)
SKRIPSI
ANTONI
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2019 M/1441 H
BIOSEMENTASI TANAH PASIR DENGAN
CANGKANG TELUR AYAM (Gallus domesticus)
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh :
ANTONI
11150960000064
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2019 M/1441 H
ABSTRAK
ANTONI. Biosementasi Tanah Pasir Dengan Cangkang Telur Ayam (Gallus
domesticus). Dibimbing oleh SRI YADIAL CHALID dan AFLAKHUR RIDLO.
Biosementasi merupakan metode untuk memperbaiki dan meningkatkan kualitas struktur
tanah dengan merubah butiran pasir menjadi batuan pasir menggunakan mikroorganisme.
Penelitian biosementasi Bacillus subtilis menggunakan cangkang telur ayam sebagai
sumber kalsium bertujuan untuk memperbaiki dan memperkuat struktur tanah pasir.
Tepung cangkang telur ayam dikalsinasi dan diuji FTIR untuk membuktikan adanya CaO
dan kadar kalsium menggunakan AAS. Tepung cangkang telur ayam dengan variasi 20;
35; 50 gram ditambahkan ke dalam bioreaktor yang berisi 500 gram tanah pasir. Bacillus
subtilis dari media nutrient broth dan media air limbah tahu ditambahkan ke dalam
bioreaktor dan dibiosementasikan selama 7 minggu pada suhu ruang. Hasil biosementasi
dilakukan pengujian kadar air, bobot isi, bobot jenis, ruang pori total, permeabilitas.
Pengujian mikrostruktur tanah menggunakan SEM dan XRD dilakukan pada hasil variasi
yang terbaik disetiap media. Tepung cangkang telur ayam yang diuji menggunakan FTIR
dan AAS menunjukan adanya CaO dengan kadar kalsium sebesar 113.503,25 mg/L atau
sebesar 56,75 %. Nilai kadar air meningkat dari 14,8 % menjadi 30,7-38,8 %; nilai bobot
isi meningkat dari 1,20 g/mL menjadi 1,24-1,45 g/mL; nilai bobot jenis meningkat dari
2,30 g/mL menjadi 2,30-2,41 g/mL; nilai ruang pori total menurun dari 48,1 % menjadi
48,0-37,8 %; dan nilai permeabilitas menurun dari 0,0041 cm/detik menjadi 0,0040-0,0004
cm/detik. Hasil uji XRD dan SEM menunjukan hasil poses biosementasi pada tanah pasir
memiliki kandungan kalsium karbonat (CaCO3).
Kata kunci: Bacillus subtilis, biosementasi, cangkang telur ayam, tanah pasir.
ABSTRACT
ANTONI. Biocementation of Sand Soil with Chicken Egg Shell (Gallus
domesticus). Supervised by SRI YADIAL CHALID and AFLAKHUR RIDLO.
Biocementation is a method to improve the quality of soil structure by changing sand grains
into sandstone using microorganisms. The biocementation study of Bacillus subtilis using
chicken eggshells as a source of calcium aim to improve and strengthen the sand soil
structure. Chicken eggshells were calcined and tested by FTIR to prove the presence of
CaO and calcium levels are measured by AAS instrument. Chicken eggshell flour with a
variation 20; 35; 50 grams are added to the bioreactor containing 500 grams of sand soil.
Bacillus subtilis from nutrient broth media and tofu waste water media was inoculated to
the bioreactor. The bioreactor was biocementated at room temperature as long as 7 weeks.
Biosementation results were tested for water content, bulk density, specific gravity, total
pore space, and permeability. Microstructure of soil will be test using SEM and XRD on
the best variations in each media. Chicken eggshells flour tested using FTIR and AAS
showed the presence of CaO with calcium levels of 113.503,25 mg/L or 56,75 %. The value
of the water content increased from 14,8 % to 30,7-38,8 %; the bulk density increased from
1,20 g/mL to 1,24-1,45 g/mL; the spesific gravity increased from 2,30 g/mL to 2,30-2,41
g/mL; the total pore space decreased from 48,1 % to 48,0-37,8 %; and the permeability
decreases from 0,0041 cm/s to 0,0040-0,0004 cm/s. The XRD and SEM test show the
results of biocementation in sand soil containing calcium carbonate (CaCO3).
Keyword: Bacillus subtilis, biocementation, chicken eggshell, sand soil.
viii
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamuaalaikum Warahmatullah Wabarakatuh
Segala puji dan syukur penulis haturkan ke hadirat Allah SWT, atas segala
nikmatNya sehingga penulis mampu menyelesaikan Skripsi. Shalawat serta salam
semoga selalu dilimpahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW. Skripsi
ini berjudul Biosementasi Tanah Pasir dengan Cangkang Telur Ayam (Gallus
domesticus). Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang
telah membantu dan mendukung sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan.
1. Dr. Sri Yadial Chalid, M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan ilmu
pengetahuan, bimbingan, nasihat serta arahan dalam penulisan skripsi.
2. Aflakhur Ridlo, S.T, M.Sc, PhD selaku pembimbing II yang telah
membimbing, memberikan fasilitas dan mendanai penelitian.
3. Nurhasni, M.Si dan Dr. Sandra Hermanto, M.Si selaku Penguji I dan II atas
bimbingan, nasihat serta arahan dalam penulisan skripsi.
4. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains
dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
5. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud. selaku Dekan Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
6. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN
Syarif Hidayatullah Jakarta.
ix
7. Bapak Sumardi dan Ibu Kuswi selaku orang tua yang selalu memberikan
dukungan materi maupun moril dari awal perkuliahan sampai penulisan
skripsi.
8. Yusuf Windu Muhartanto, Muhammad Arif Ramadhan, dan Mahasiswa/i
kimia 2015 lainnya yang selalu memberikan dukungan dan motivasi kepada
penulis selama masa kuliah dan penyusunan skripsi.
9. Pusat Teknologi Lingkungan-BPPT yang telah mengijinkan penulis untuk
melakukan penelitian.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca serta dapat dijadikan sebagai
sumbangan pikiran untuk perkembangan pendidikan.
Ciputat, November 2019
Antoni
x
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... x
DAFTAR TABEL................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 4
1.3 Hipotesis .......................................................................................................... 4
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6
2.1 Biosementasi .................................................................................................... 6
2.2 Bacillus subtilis ................................................................................................ 9
2.3 Cangkang Telur Ayam ................................................................................... 11
2.4 Tanah Pasir ..................................................................................................... 12
2.4.1 Kadar Air Tanah ................................................................................. 13
2.4.2 Berat Isi Tanah .................................................................................... 13
2.4.3 Berat Jenis Tanah ................................................................................ 14
2.4.4 Ruang Pori Total ................................................................................. 14
2.4.5 Permeabilitas ....................................................................................... 15
2.5 X-Ray Difraction (XRD) ................................................................................ 16
2.6 Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) .............................................. 17
2.7 Scanning Electron Microscopy (SEM) .......................................................... 17
2.8 Fourier Transform Infra-Red (FTIR) ............................................................ 18
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 19
3.1 Waktu dan Tempat ......................................................................................... 19
3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................... 19
3.2.1 Alat...................................................................................................... 19
3.2.2 Bahan .................................................................................................. 19
xi
3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 20
3.4 Prosedur Kerja ............................................................................................... 21
3.4.1 Preparasi sampel ................................................................................. 21
3.4.2 Sterilisasi tanah pasir ......................................................................... 21
3.4.3 Uji kadar kalsium menggunakan AAS ............................................... 21
3.4.4 Pembuatan media tumbuh bakteri Bacillus subtilis ........................... 21
3.4.5 Biosementasi dalam Bioreaktor .......................................................... 22
3.4.6 Uji Kadar Air ...................................................................................... 23
3.4.7 Uji Berat Isi (Bulk Density) ................................................................ 23
3.4.8 Uji Berat Jenis .................................................................................... 24
3.4.9 Uji Ruang Pori Total ........................................................................... 24
3.4.10 Uji Permeabilitas................................................................................. 25
3.4.11 Karakterisasi XRD (X Ray Difraction) ............................................... 26
3.4.12 Karakterisasi SEM (Scaning Electron Microscopy) ........................... 26
3.4.13 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) ........................... 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................. 27
4.1 Kadar Kalsium Cangkang Telur ayam ........................................................... 27
4.2 Nilai Kadar Air Tanah Pasir........................................................................... 28
4.3 Nilai Berat Isi Tanah Pasir ............................................................................. 30
4.4 Nilai Berat Jenis Tanah Pasir ......................................................................... 32
4.5 Nilai Ruang Pori Total Tanah Pasir ............................................................... 33
4.6 Nilai Permeabilitas Tanah Pasir ..................................................................... 35
4.7 Karakteristik Tanah Pasir dengan XRD ......................................................... 37
4.8 Morfologi Tanah Pasir menggunakan SEM................................................... 38
4.9 Karakteristik Tepung Cangkang Telur Menggunakan FTIR ......................... 42
BAB V PENUTUP ............................................................................................... 44
5.1 Simpulan ........................................................................................................ 44
5.2 Saran .............................................................................................................. 44
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 46
LAMPIRAN ......................................................................................................... 52
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Karakteristik morfologi dan biokimia Bacillus subtilis ....................... 10
Tabel 2. Kandungan cangkang telur ayam ......................................................... 11
Tabel 3. Golongan tanah berdasarkan permeabilitas tanah ................................ 16
Tabel 4. Komposisi bioreaktor kontrol pasir ..................................................... 22
Tabel 5. Komposisi bioreaktor perlakuan ......................................................... 23
Tabel 6. Hasil pengukuran kadar air tanah pasir ................................................ 28
Tabel 7. Hasil pengukuran berat isi tanah pasir ................................................. 30
Tabel 8. Hasil pengukuran berat jenis tanah pasir .............................................. 32
Tabel 9. Hasil pengukuran ruang pori total tanah pasir...................................... 33
Tabel 10. Hasil pengukuran permeabilitas tanah pasir ....................................... 35
Tabel 11. Panjang gelombang dan gugus fungsi senyawa hasil uji FTIR .......... 43
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Mekanisme reaksi biosementasi ................................................... 7
Gambar 2. Cangkang telur ............................................................................ 11
Gambar 3. Standar CaCO3 JCPDS 47-1743 ................................................... 16
Gambar 4. Diagram alir penelitian ................................................................. 20
Gambar 5. Pola difraksi tanah pasir hasil biosementasi ................................. 37
Gambar 6. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 850x. ........................ 39
Gambar 7. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g
perbesaran 850x .......................................................................... 39
Gambar 8. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO
35 g perbesaran 850x..................................................................... 40
Gambar 9. Spektrum FTIR tepung cangkang telur sebelum dan sesudah
kalsinasi ...................................................................................... 42
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Nilai absorbansi dan kurva kalibrasi Ca .................................... 52
Lampiran 2. Perhitungan kadar kalsium cangkang telur ayam ...................... 52
Lampiran 3. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 65x, 150x, dan 500x 54
Lampiran 4. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO
35 g perbesaran 65x, 150x, dan 500x ....................................... 55
Lampiran 5. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g
perbesaran 65x, 150x, dan 500x ............................................... 56
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kestabilan tanah dataran tinggi dan tanah untuk pembangunan gedung
merupakan masalah yang sering dijumpai di Indonesia. Erosi di dataran tinggi dan
bangunan yang amblas menjadi contoh kasus yang disebabkan buruknya kestabilan
tanah. Struktur tanah memiliki keterkaitan yang sangat erat dengan kestabilan
tanah, karena ketika rendahnya kestabilan tanah dapat mengarah pada rendahnya
kekuatan tanah. Kondisi struktur tanah merupakan parameter yang sangat penting
sebagai fungsinya mendukung stabilitas bangunan (Braja, 1995; Darwis, 2018;
Hardiyatmo, 2008). Kondisi tanah yang mudah mengalami erosi dan mudah amblas
ketika adanya bangunan diperlukan upaya memperbaiki struktur tanah yang salah
satu metodenya adalah biosementasi (Breure, 2004).
Biosementasi merupakan teknologi transformasi butiran pasir menjadi batuan
pasir (CaCO3) dengan memanfaatkan mikroorganisme. Kristal kalsium karbonat
CaCO3 yang terbentuk dari proses biosementasi menggunakan CaO cangkang telur
ayam mengalami proses sementasi. Proses sementasi adalah perekatan butiran pasir
yang disebabkan karena pengendapan CaCO3. Proses sementasi tidak akan terjadi
tanpa proses biosmentasi karena tidak adanya CaCO3 pada butiran pasir. Proses
sementasi secara alami memerlukan waktu jutaan tahun, dikarenakan keterbatasan
jumlah Ca dan mikroorganisme (Karol, 2003). Mikroorganisme dan kalsium
ditambahkan untuk mempercepat proses pembentukan batuan pasir dengan
memanfaatkan proses pengendapan karbonat hasil aktivitas metabolisme bakteri
2
Sporosarcina pasteurii (Karol, 2003). Choi et al. (2016) menyatakan bahwa urease
yang dihasilkan oleh Bacillus sp. bersifat biokatalisator yang menghidrolisis urea
menjadi amonia sehingga menghasilkan endapan kalsium karbonat (CaCO3).
Bakteri Bacillus dapat tumbuh dalam media sintetis seperti nutrient broth (NB) atau
media alami seperti air limbah tahu (Yuliani, 2015).
Air limbah tahu termasuk limbah organik yang dihasilkan dari proses
pembuatan tahu. Pengunaan air limbah tahu sebagai media pertumbuhan bakteri
dapat meminimalkan akumulasi limbah di lingkungan dan mempertahankan
ekosistem yang berkelanjutan (Lakshmidevi & Muthukumar, 2010). Produksi tahu
menghasilkan limbah cair yang cukup banyak, 60 kg kedelai ditambah 2700 kg air
menghasilkan sekitar 80 kg tahu, 70 kg ampas tahu dan 2610 kg limbah cair yang
terbuang (Idaman & Heru, 1999). Limbah cair tahu biasanya langsung dibuang,
karena sampai saat ini limbah cair tahu belum bisa dimanfaatkan secara optimal.
Air limbah tahu dapat dijadikan media pertumbuhan bakteri karena mengandung
material organik, yaitu karbohidrat sebanyak 25-50%, protein sebanyak 40 – 60%
dan lemak 10%. (Yuwono & Hadi, 2008).
ا في الس أ م م ك ر ل سخ ا أن الل و ر م ت رض ل ا في ال م ات و او م
ة ن باط ة و ر اه ه ظ م ع م ن ك ي ل بغ ع س أ ل في و و اد ج ن ي اس م ن الن م
ل ى و ل هد م و ل ير ع غ ب نيالل تاب م ر ك
Artinya: “Tidaklah kamu perhatikan Sesungguhnya Allah telah
menundukkan untuk (kepentingan)mu apa yang ada di langit dan apa yang di bumi
dan menyempurnakan untukmu nikmat-Nya lahir dan batin, dan diantara manusia
ada yang membantah tentang (keesaan) Allah tanpa ilmu pengetahuan atau
petunjuk dan tanpa kitab yang memberi penerangan” (Q.S Luqman : 20).
3
Ayat tersebut mengandung makna bahwa Allah telah menciptakan semua
isi bumi untuk digunakan untuk kepentingan umat-Nya. Pemanfaatan hasil ciptaan-
Nya dan semua yang ada di muka bumi berupa bakteri, cangkang telur, dan limbah
tahu yang dapat digunakan untuk peningkatan struktur tanah dalam proses
biosementasi.
Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa terjadi peningkatan kualitas
struktur tanah dengan biosementasi menggunakan Bacillus sp., dan larutan kalsium
cangkang telur ayam yang dilarutkan dengan cuka pada tanah pasir. Struktur tanah
mengalami penurunan nilai permeabilitas setelah proses biosementasi sebesar
0,0000997 – 0,00676 cm/detik (Choi et al., 2016). Penggunaan kalsium klorida
CaCl2 sebagai sumber kalsium pada proses biosementasi menggunakan
Sporosarcina pasteurrii mengalami penurunan nilai permeabilitas setelah proses
biosementasi sebesar 0,0022 cm/detik (Liu et al., 2017).
Penelitian ini menggunakan cangkang telur ayam dikalsinasi sebagai
alternatif sumber kalsium pada proses biosementasi. Cangkang telur dipilih sebagai
sumber kalsium karena memiliki kadar kalsium sebesar 98,43 % (Yuwanta, 2010).
Cangkang telur ayam bersumber dari pedagang nasi goreng. Cangkang telur ayam
dikalsinasi pada suhu 550 oC dan diuji kadar kalsium menggunakan AAS. Sebanyak
3 reaktor yang berisi 500 gram tanah ditambahkan tepung cangkang telur ayam 20,
35 dan 50 gram untuk masing-masing bioreaktor.
Bateri Bacillus subtilis digunakan pada proses biosementasi dikarenakan
dapat mempercepat proses sementasi. Bateri Bacillus subtilis mempunyai enzim
urease yang bersifat biokatalisator dengan menghidrolisis urea menjadi amonia.
4
Ca2+ yang berada di lingkungan akan dirubah menjadi kalsium karbonat (CaCO3)
(Setiano et al., 2017).
Bakteri Bacillus subtilis dari media nutrient broth dan media air limbah tahu
diinokulasikan ke dalam bioreaktor dan dibiosementasikan selama 7 minggu pada
suhu ruang. Hasil biosementasi diuji kadar air, berat jenis, berat isi, ruang pori total,
permeabilitas, serta pengujian mikrostruktur tanah menggunakan SEM dan XRD
dilakukan sebelum dan sesudah inokulasi bakteri.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh penambahan tepung CaO cangkang telur ayam terhadap
kekuatan struktur tanah pada proses biosementasi menggunakan bakteri
Bacillus subtilis ?
2. Apakah biosementasi dapat memperbaiki dan memperkuat struktur tanah
dengan menurunkan nilai permeabilitas tanah ?
1.3 Hipotesis
1. CaO cangkang telur ayam dapat memperkuat struktur tanah melalui proses
biosementasi menggunakan bakteri Bacillus subtilis dengan membentuk kristal
CaCO3.
2. Biosementasi dapat memperbaiki dan memperkuat struktur tanah dengan
menurunkan nilai permeabilitas tanah.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengukur kekuatan struktur tanah dengan pengaruh CaO cangkang telur ayam
melalui proses biosementasi menggunakan bakteri Bacillus subtilis.
5
2. Memperbaiki dan memperkuat struktur tanah dengan cara menurunkan nilai
permeabilitas tanah melalui proses biosementasi.
1.5 Manfaat Penelitian
Memberikan informasi potensi cangkang telur ayam sebagai sumber kalsium
dalam proses biosementasi untuk memperkuat struktur tanah.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Biosementasi
Biosementasi merupakan perubahan butiran pasir menjadi batuan pasir
menggunakan mikroorganisme (Cao et al., 2006). Mekanisme pembentukan batuan
pasir pada proses biosementasi secara sederhana memanfaatkan proses presipitasi
karbonat oleh bakteri. Bakteri digunakan untuk mempercepat proses secara in situ
dengan memanfaatkan proses presipitasi karbonat hasil aktivitas metabolisme
bakteri (DeJong et al., 2010). Kristal kalsium karbonat CaCO3 yang terbentuk dari
proses biosementasi dengan mineral kalsium mengalami proses sementasi. Proses
sementasi adalah perekatan butiran pasir yang disebabkan karena pengendapan
CaCO3. Proses sementasi tidak akan terjadi tanpa proses biosementasi karena tidak
adanya CaCO3 pada butiran pasir. Proses sementasi secara alami memerlukan
waktu jutaan tahun, dikarenakan keterbatasan jumlah Ca dan mikroorganisme
(Karol, 2003).
Teknologi biosementasi berpotensi untuk memperkuat struktur tanah di
kawasan pesisir untuk mencegah erosi, perbaikan pondasi, dan reklamasi pantai
(Sharaky et al., 2018). Mineral karbonat yang diendapkan pada partikel tanah dan
pada permukaan partikel dapat meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan kekuatan
geser tanah melalui proses sementasi (Montoya & DeJong, 2015).
7
Gambar 1. Mekanisme reaksi biosementasi (Dejong et al, 2010)
Aktivitas metabolisme bakteri menghasilkan enzim urease yang
menghidrolisis urea menjadi amonia dan karbon dioksida. Amonia dan karbon
dioksida terdifusi melalui dinding sel bakteri dan sekeliling bakteri. Reaksi
keduanya berjalan spontan dengan adanya air. Amonia dikonversi menjadi
amonium dan karbon dioksida menyeimbangkan reaksi kimia menjadi asam
karbonat, ion karbonat, dan ion bikarbonat. Mekanisme reaksi biosementasi secara
keseluruhan terdapat pada Gambar 1 (Dejong et al, 2010).
Proses sementasi adalah perekatan butiran pasir yang disebabkan karena
pengendapan CaCO3. Pengendapan CaCO3 berawal dari reaksi antara H2O dengan
gas CO2 yang terlarut dalam air membentuk asam bikarbonat. Karbondioksida
terlarut merupakan hasil absorpsi dari udara maupun hasil respirasi bakteri di dalam
tanah.
H2O(l) + CO2(g) → H2CO3(aq) ........................................ (1)
8
Asam bikarbonat di dalam air pada kondisi pH lingkungan (pH 4,5 – 7,5)
umumnya berbentuk ion bikarbonat (HCO3-). Ion bikarbonat bereaksi dengan ion
kalsium membentuk kalsium bikarbonat.
Ca2+(aq) + HCO3
-(aq) → Ca(HCO3)2 (aq) ............................... (2)
Kenaikan temperatur menyebabkan terjadinya pelepasan gas CO2 (desorpsi CO2)
ke fasa gas sehingga kalsium bikarbonat kemudian terpresipitasi membentuk
CaCO3.
Ca(HCO3)2 (aq) → CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) ............. (3)
CaCO3 mengisi lubang antar pori tanah dan merekatkan butiran tanah.
Perekatan butiran tanah terjadi melalui proses bioturbasi. Bioturbasi adalah
aktivitas biologis termasuk burrowing (penggalian), boring (pengeboran), dan
pencampuran sedimen oleh aktivitas metabolisme organisme (Breure, 2004).
Proses bioturbasi terjadi ketika organisme mempresipitasikan material yang
berfungsi sebagai semen. Organisme menghasilkan biofilm dari hasil ekskresi yang
merekatkan butir-butir tanah sehingga penting dalam pembentukan struktur dan
agregat tanah (Widyati, 2013).
Microbially induced carbonate precipitation (MICP) merupakan
pengendapan mineral karbonat pada partikel tanah yang dpat meningkatkan keuatan
daya tahan tanah, kekakuan, dan kekuatan geser tanah melalui proses biosementasi
(Montoya & DeJong, 2015). MICP terjadi ketika mikroba mengubah lingkungan
geokimia yang menyebabkan pengendapan mineral karbonat. Faktor-faktor yang
dapat mempengaruhi peningkatan proses MICP adalah waktu perlakuan,
kelembaban, temperatur, kepadatan sel, volume perlakuan, dan jenis tanah (Dejong
9
et al., 2010). Mikroba yang bersipat sebagai MICP adalah Bacillus pasteuri
(DeJong, 2006) dan Bacillus subtilis (Choi et al., 2016).
Penggunaaan mikroorganisme pada proses biosementasi memperbaiki dan
memperkuat struktur tanah yang dapat tahan uji kekuatannya hingga 350-1300 kPa.
Mikroorganisme yang dapat digunakan pada proses biosementasi adalah Bacillus
subtilis (Choi et al., 2016).
2.2 Bacillus subtilis
Bacillus subtilis adalah jenis bakteri yang umum ditemukan di tanah, air,
udara dan materi tumbuhan yang tedekomposisi. Bacillus subtilis merupakan
bakteri gram positif yang dapat membentuk endospora berbentuk oval di bagian
sentra sel. Klasifikasi Bacillus sp. adalah sebagai berikut (Hadioetomo, 1985):
Kingdom : Procaryotae
Divisi : Bacteria
Kelas : Schizomycetes
Bangsa : Eubacteriales
Suku : Bacillaceae
Marga : Bacillus
Jenis : Bacillus sp.
Bacillus subtilis ketika dilakukan uji pewarnaan gram menghasilkan warna
unggu saat ditetesi dengan pewarnaan Gram yang berarti bahwa termasuk bakteri
gram positif (Aini, et al., 2013). Bakteri gram positif memiliki peptidoglikan yang
tebal sebesar 20 – 80 nm. Bakteri dengan peptidoglikan tebal menjadikan bakteri
terlihat berwarna ungu (Willey, et al., 2008). Bacillus subtilis merupakan bakteri
gram positif yang dapat bertahan hidup pada kondisi lingkungan yang tidak
menguntungkan dengan membentuk spora (Gillespie & Bamford, 2009). Bacillus
subtilis merupakan kelompok fisiologi yang berbeda dari bakteri non-patogen,
10
karena lebih relatif mudah dimanipulasi secara genetika dan sederhana untuk
dibiakan (Soesanto, 2008).
Bakteri Bacillus subtilis bersifat mesofik dan menghasilkan enzim urease,
protease, amilasi, lipase, dan kitinase sebagai enzim pengurai dinding sel patogen.
Karakteristik morfologi dan biokimia Bacillus subtilis ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik morfologi dan biokimia Bacillus subtilis
Pengujian Reaksi
Sifat Gram +
Flagela +
Katalase +
Endospora (sentral) +
Pembengkakan sel berspora -
Tumbuh pada suhu 45 oC +
Tumbuh pada pH 5,70 +
Tumbuh pada kandungan NaCl 1% +
Penggunaan Sitrat +
Hidup dalam medium glukosa pada kondisi tanpa oksigen -
Produksi asam dari karbon: arabinosa, manitol dan xylosa +
Produksi indol -
VP test +
Hidrolisis pati +
Hidrolisisi gelatin +
Sumber: (Leary, 1998; Supriadi, 2006; Aini et al., 2013)
Bateri Bacillus subtilis dapat mempercepat proses sementasi karena
mempunyai enzim urease yang bersifat biokatalisator dengan menghidrolisis urea
menjadi amonia yang akan merubah kalsium menjadi kalsium karbonat (CaCO3).
Kalsium karbonat dalam bentuk endapan dan tidak bersifat patogen. Bacillus sp.,
dan larutan kalsium cangkang telur ayam yang dilarutkan dengan cuka pada tanah
pasir menghasilkan struktur tanah dengan nilai permeabilitas sebesar 0,0000997 –
0,00676 cm/detik (Choi et al., 2016). Hasil lain biosementasi menggunakan
Sporosarcina pasteurrii menghasilkan struktur tanah dengan nilai permeabilitas
sebesar 0,0022 cm/detik (Liu et al., 2017).
11
2.3 Cangkang Telur Ayam
Struktur telur terdiri dari empat bagian penting, yaitu selaput membran,
kerabang (shell) ±10% (b/b), putih telur (albumen) ±60% (b/b), dan kuning telur
(yolk) ±30% (b/b). Telur unggas ataupun hewan lain yang berkembang biak dengan
cara bertelur mempunyai struktur telur yang sama (Hartono & Isman, 2010).
Gambar 2. Cangkang telur (sumber pribadi)
Cangkang telur mengandung kalsium dalam bentuk senyawa kalsium
karbonat. Kalsium karbonat adalah salah satu mineral yang tersebar cukup
melimpah di alam. Kalsium karbonat berdasarkan sifat-sifat dan penampilannya
dikenal sebagai garam kalsium yang terdapat pada kapur, kalsit, aragonite, batu
kapur, dan pualam (Ditjen POM, 1995; Badan POM RI, 2010).
Kualitas telur dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu pakan, konsumsi
protein, serta pengaturan cahaya. Kualitas cangkang telur ditentukan oleh berat,
ketebalan dan struktur cangkang. Kadar kalsium yang semaki tinggi maka semakin
tinggi pula ketebalan cangkang telur (Aminah & Wulandari, 2009). Komposisi
kandungan cangkang telur sebagai berikut:
Tabel 2. Kandungan kalsium cangkang telur ayam, bebek, dan puyuh hasil
ekstraksi
Jenis Cangkang Telur Kadar kalsium (%) (b/b)
Telur ayam 25,73
Telur bebek 23,67
Telur puyuh 21,70
Sumber: Aminah & wulandari, 2009
12
Tepung cangkang telur mengandung kalsium dan unsur mikro magnesium,
boron, tembaga, besi, mangan, molibdenum, belerang, silikon, dang seng. Kalsium
yang berasal dari cangkang telur bisa menjadi sumber kalsium alami terbaik dengan
kandungan kalsium sebesar 98,43 % (b/b) (Yuwanta, 2010).
2.4 Tanah Pasir
Tanah merupakan bagian permukaan bumi yang tersusun dari bahan-bahan
mineral sebagai hasil pelapukan batuan dan bahan-bahan organik hasil pelapukan
sisa-sisa tumbuhan dan hewan (Arsyad, 2010). Tanah merupakan medium atau
tempat tumbuhnya tanaman dan tempat berdirinya suatu bangunan. Struktur tanah
merupakan suatu sifat fisik yang penting karena dapat mempengaruhi pertumbuhan
tanaman dan kekuatan tanah. Tanah yang berstruktur baik akan membantu
pertumbuhan tanaman secara optimal dan mengurangi kemungkinan erosi atau
tanah amblas (Darmawijaya, 1990; Yulipriyanto, 2010). Hanafiah (2007)
menggolongkan tanah berdasarkan teksturnya menjadi 3 golongan yaitu: (1) tanah
bertekstur kasar seperti tanah pasir; (2) tanah bertekstur halus atau kasar berliat
seperti tanah liat; dan (3) tanah bertekstur sedang seperti tanah lempung.
Tanah pasir memiliki struktur berbutir sedang hingga kasar, berwarna abu
kecoklatan, porositas tinggi, dan memiliki luas permukaan kecil (Hasibuan,2006).
Tanah pasir memiliki kandungan unsur hara yang terbatas seperti fosfor sekitar 5,1
– 20,5 %, natrium sekitar 0,05 – 0,08 % dan kandungan kalium sekitar 0,09 – 0,2%.
Kandungan bahan organik lain hanya sekitar 0,4 - 0,8 %. Kandungan natrium
sekitar 0,05 – 0,08 % dan kandungan kalium sekitar 0,09 – 0,2 % (Pusat Penelitian
Tanah dan Agroklimat, 1994).
13
Tanah pasir memiliki sifat fisik seperti kadar air yang yang relatif tinggi
karena memiliki ukuran pori makro (Triana, et al., 2018), berat isi berkisar 1.1 -1.6
g/mL (Hardjowigeno, 2003), berat jenis jenis berkisar 2,65 – 2,68 g/cm3 (Darwis,
2018), ruang pori total berukuran makro (Hardjowigeno, 2003), dan permeabilitas
1-100 cm/detik (Suharta & Prasetyo, 2008; Darwis, 2018).
2.4.1 Kadar Air Tanah
Kadar air tanah merupakan persentase banyaknya air yang terkandung dalam
tanah. Kadar air tanah yang rendah akan menyebabkan tanah keras dan kaku,
sedangkan kadar air tanah yang tinggi akan menyebabkan kepadatan tanah rendah
karena pori-pori tanah menjadi terisi air (Hanafiah, 2005).
Air tanah merupakan salah satu bagian penyusun tanah. Air tanah hampir
seluruhnya berasal dari udara terutama di daerah tropis. Kadar air tanah dipengaruhi
oleh pori tanah, jenis tanah, tekstur tanah, dan permebailitas tanah. Tanah yang
memiliki pori besar seperti tanah pasir mampu menyimpan air lebih banyak,
sehingga mempengaruhi pula struktur dan tekstur tanahnya (Triana, et al., 2018).
Tanah yang bertekstur kasar mempunyai daya menahan air lebih kecil dari
pada tanah yang bertekstur halus. Kadar air dalam tanah tergantung pada banyaknya
curah hujan, kemampuan tanah menahan air, besarnya evaporasi, transpirasi, dan
kandungan bahan organik (Hardjowigeno, 2003).
2.4.2 Berat Isi Tanah
Berat isi tanah merupakan sifat kepadatan tanah berupa perbandingan antara
berat tanah kering dengan berat volume tanah. Semakin padat suatu tanah, maka
semakin tinggi berat isinya yang menyebabkan semakin sulit meresap air. Kadar air
14
dalam tanah berbanding terbalik dengan nilai berat isi, kadar air yang tinggi maka
nilai berat isi tanah akan rendah (Hanafiah, 2005).
Nilai berat isi tanah berkisar 1.1 -1.6 g/mL (tanah mineral), ≤ 0.90 g/mL
(tanah andisol) ≤ 0.10 g/mL (tanah gambut). Berat isi dapat mempengaruhi
porositas, kekuatan, daya dukung, dan kemampuan tanah menyimpan air. Faktor-
faktor yang dapat mempengaruhi berat isi adalah bahan-bahan organik tanah,
porositas, dan kepadatan tanah (Hardjowigeno, 2003).
2.4.3 Berat Jenis Tanah
Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dan berat air
suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Berat jenis tanah memperlihatkan
kerapatan dari partikel secara keseluruhan. Berat jenis tanah merupakan
perbandingan masa total dari partikel padatan dengan total volume dan tidak
termasuk ruang pori diantara partikel (termasuk berat isi dan udara) (Hardjowigeno,
2003).
Berat jenis merupakan berat tanah kering persatuan volume partikel-partikel
tanah. Berat jenis tanah pada umumnya berkisar antara 2,6 – 2,93 g/cm3. Tanah
pasir memiliki nilai berat jenis sekitar 2,65 – 2,68 g/cm3 (Darwis, 2018). Berat jenis
tanah pada lapisan atas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibandingkan dengan
lapisan bawah dikarenakan terdapat bahan organik (Sutedjo & Kartasapoetra,
2002).
2.4.4 Ruang Pori Total
Ruang pori total adalah proporsi ruang pori tanah (ruang kosong) yang
terdapat dalam suatu volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara. Ruang
pori total tanah merupakan kemampuan tanah dalam menyerap air atau tingkat
15
kepadatan tanah. Semakin padat tanah maka akan semakin sulit untuk menyerap
air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah
menyerap air maka tanah tersebut memiliki ruang pori total yang besar (Sutanto,
2018).
Porositas merupakan persentase total perbandingan pori dalam tanah yang
berisi air dan udara dengan volume total tanah. Air dalam tanah terdapat pada pori
yang kecil, sedangkan udara akan menempati pori yang kasar. Nilai porositas
dipengaruhi oleh ukuran butir tanah dan berat jenis tanah. Semakin besar porositas
pada tanah, maka struktur tanah akan semakin lemah. Tanah dengan tekstur pasir
memiliki pori-pori makro sehingga sulit menahan air (Hardjowigeno, 2003).
2.4.5 Permeabilitas
Permeabilitas merupakan kemampuan bahan yang memiliki pori untuk
meloloskan aliran dari fluida melalui rongka atau pori. Air dapat mengalir dari titik
yang berenergi tinggi ke titik yang berenergi rendah, karena pori-pori yang terdapat
di dalam tanah saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Ketahanan
tanah terhadap aliran fluida dipengaruhi oleh ukuran butir tanah, bentuk butiran
tanah, rapat masa tanah, geometrik rongga pori, dan temperatur tanah. Temperatur
tanah mempengaruhi viskositas dan tegangan permukaan terhadap fluida yang
mengalir (Darwis, 2018).
Suharta & Prasetyo (2008); Darwis (2018) menggolongkan tanah pasir
berdasarkan permeabilitas tanah ditampilkan pada Tabel 3:
16
Tabel 3. Golongan tanah berdasarkan permeabilitas tanah
Jenis Tanah Permeabilitas (cm/detik)
Butiran kasar 1-100
Kerikil halus, butiran kasar bercampur pasir
butiran sedang 10-3 – 1
Pasir halus, lanau longgar 10-5 - 10-3
Lanau padat, lanau berlempung 10-6 - 10-5
Lempung berlanau, lempung 10-9 - 10-6
2.5 X-Ray Difraction (XRD)
Sinar-X dihasilkan pada tabung berisi katoda yang memanaskan filamen dan
menghasilkan elektron. Pancaran sinar-X dihasilkan dari perbedaan tegangan yang
menyebabkan percepatan elektron menjebak objek. Objek dan detektor berputar
untuk menangkap dan merekam intensitas refleksi sinar-X sehingga dapat diolah
dalam bentuk grafik. Puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang
kristal. Semakin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkan maka semakin banyak
bidang kristal yang terdapat dalam sampel (Cullity & Stock, 2001).
Gambar 3. Standar CaCO3 JCPDS 47-1743
Karakterisasi XRD bertujuan untuk mengetahui kristalinitas dari sebuah
sampel. Sampel hasil biosementasi menghasilkan kristal CaCO3 yang dapat
dikarakterisasi menggunakan XRD. Hasil karakterisasi XRD kristal CaCO3 yang
17
terbentuk dari hasil biosementasi menunjukan puncak pada 2 tetha 29,8o; 39,8o;
47,0o;dan 48,3o (Priyakul & Iamchaturapatr, 2013). Standar CaCO3 berdasarkan
JCPDS 47-1743 dapat dilihat pada Gambar 3.
2.6 Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)
Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) adalah metode analisis yang
digunakan untuk mengukur unsur di dalam suatu bahan dengan kepekaan,
ketelitian, dan selektifitas tinggi. Analisis spektrofotometri serapan atom
didasarkan pada proses penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berbeda
pada tingkat energi dasar (ground state). Penyerapan energi radiasi menyebabkan
elektron dalam kulit atom tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi (excited
site). Pengukuran intesitas radiasi yang diberikan sebanding dengan jumlah atom
pada tingkat energi radiasi yang diteruskan (transmisi), maka konsentrasi unsur di
dalam sampel dapat ditentukan (Lidya & Djenar, 2000).
Larutan yang mengandung senyawa logam dihembuskan ke dalam nyala dan
membentuk uap atom-atom logam. Atom-atom logam menyerap energi cahaya
dengan panjang gelombang khas untuk setiap unsur. Cahaya dengan panjang
gelombang tertentu sebagian diserap dan jauhnya penyerapan akan berbanding
lurus dengan banyaknya atom pada nyala (Lidya & Djenar, 2000).
2.7 Scanning Electron Microscopy (SEM)
Scanning Electron Microscopy (SEM) digunakan untuk mengetahui
morfologi permukaan sampel. Karakterisasi menggunakan SEM untuk melihat
struktur topografi permukaan, ukuran butiran, cacat struktural, dan komposisi suatu
bahan. SEM menampilkan bentuk tiga dimensi bebentuk gambar. SEM digunakan
18
untuk mempelajari struktur permukaan objek dengan perbesaran secara umum
antara 1000-40000 kali (Smallman, 2000).
Prinsip kerja SEM berdasarkan sumber elektron dari filamen yang terbuat dari
tungsten memancarkan berkas elektron. Berkas elektron berinteraksi dengan bahan
(spesimen) menghasilkan elektron sekunder dan sinar-X. Scanning permukaan
bahan dilakukan dengan mengatur scanning denerator dan scanning coils. Elektron
sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor SE (Secondary Electron) diolah
dan diperkuat oleh amplifier dan kemudian divisualisasikan dalam monitor sinar
katoda (CRT) (Smallman, 2000).
2.8 Fourier Transform Infra-Red (FTIR)
Fourier Transform Infra-Red (FTIR) adalah teknik untuk memperoleh
spektrum inframerah dari absorbansi, emisi, dan fotokonduktivitas dari sampel
padat, cair, dan gas. Karakterisasi FTIR bertujuan untuk mengetahui jenis-jenis
vibrasi antar atom dan menganalisa senyawa organik maupun anorganik. FTIR
dapat digunakan untuk analisa kualitatif dan kuantitatif dengan melihat kekuatan
absorpsi senyawa pada panjang gelombang tertentu (Choundhary et al., 2016).
FTIR merupakan sumber energi yang melewati celah menuju sampel. Celah
berfungsi untuk mengontrol jumlah energi yang diserap oleh sampel. Sumber energi
sebagian diserap oleh sampel dan energi yang lainnya ditransmisikan melalui
permukaan sampel. Sinar inframerah lolos menuju detektor dan sinyal terukur
dikirimkan ke komputer (Choundhary et al., 2016).
19
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan pada September 2018 sampai April 2019 di Pusat
Teknologi Lingkungan, Gedung 820-Geostech BPPT, Puspitek, Serpong, Kota
Tangerang Selatan, Provinsi Banten.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan adalah AAS Shimadzu AA-6800F, SEM FEI
Inspect-S50, XRD Philips Analytical X-Ray BV 3, furnace Muffle, oven Memmert,
saringan 250 mesh Sieve, tabung mika berbentuk silinder yang terbuat dari plastik
mika dengan diameter 8 cm, panjang 10 cm, dan volume 502,4 cm3, autoklaf
Hirayama HVE-50, piknometer, termometer Tolendo, timbangan analitik Tolendo,
desikator Normax, satu set alat uji permeabilitas, batu pori, stop watch, jangka
sorong, ring contoh, dan alat – alat gelas.
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan adalah cangkang telur ayam yang diambil dari
pedagang nasi goreng, bakteri Bacillus subtilis (milik Laboratorium Mikrobiologi
Pusat Teknologi Lingkungan-BPPT), tanah pasir yang diambil dari Kelurahan
Muncul Kecamatan Setu Tangerang Selatan, nutrient broth merck yang berisi
gelatin pepton dan ekstrak daging, air limbah tahu yang diperoleh dari pabrik tahu
di kecamatan Gunung Sindur, pupuk urea merek nitrea, aquades, dan asam nitrat
pekat 63%.
20
3.3 Diagram Alir Penelitian
Gambar 4. Diagram alir penelitian
Cangkang
telur
Dicuci, dijemur dibawah sinar matahari,
dihaluskan, disaring 250 mikrometer, dan
di furnace 550 oC selama 3 jam
Tepung cangkang
telur (CaO)
Uji AAS
dan
FTIR
Tanah pasir
Dioven 150 oC
selama 10 menit
Pasir steril
500 gram pasir, ditambahkan
tepung cangkang telur 20;
35; 50 gram
Bioreaktor
80 mL Bakteri
Bacillus subtilis
dalam media NB
(urea 10 dan 20
gram) dan media
air limbah tahu
(urea 10 dan 20
gram) Didiamkan pada suhu
ruang selama 7 minggu
Diuji kadar air,
berat isi, berat
jenis, ruang pori
total, SEM dan
XRD
Pasir
biosementasi
Diuji kadar air,
berat isi, berat
jenis, ruang pori
total, SEM dan
XRD
21
3.4 Prosedur Kerja
3.4.1 Preparasi sampel (Haryono et al., 2016)
Cangkang telur sebanyak 500 gram dicuci dan dijemur dibawah sinar
matahari sampai kering. Cangkang telur yang sudah kering dibuat menjadi tepung
dengan ditumbuk secara manual dan diayak menggunakan saringan 250
mikrometer. Tepung cangkang telur ayam difurnace pada suhu 550 oC selama 3 jam
menghasilkan tepung CaO.
3.4.2 Sterilisasi tanah pasir (Helmi et al., 2016)
Pasir sebanyak 8,5 kg secara berkala dipanaskan dalam oven pada suhu 150
oC selama 10 menit dan menghasilkan pasir steril. Pasir steril dilakukan pengujian
kadar air, berat isi, berat jenis, ruang pori total, permeabilitas, serta pengujian
mikrostruktur tanah menggunakan SEM dan XRD.
3.4.3 Uji kadar kalsium menggunakan AAS (Warsy et al., 2016)
Tepung CaO sebanyak 5 gram dari cangkang telur ayam dilarutkan dalam
labu ukur 25 mL dengan HNO3 pekat. Larutan standar Ca dan larutan sampel
dianalisis dengan AAS menggunakan panjang gelombang 422 nm. Absorbansi
yang dihasilkan dicatat dan dibuat kurva standar Ca. Absorbansi sample kemudian
diplotkan pada kurva standar Ca dan dihitung konsentrasinya.
3.4.4 Pembuatan media tumbuh bakteri Bacillus subtilis (Helmi et al., 2016)
Media NB dibuat 2 buah dengan masing masing ditimbang 8 gram serbuk NB
dan dilarutkan dalam 900 mL akuades sambil diaduk dan dipanaskan selama satu
menit. Media NB selanjutnya disterilisasi di dalam autoklaf pada suhu 121 oC
selama 20 menit. Urea ditambahkan ke dalam media dengan dua variasi berat yang
berbeda yaitu 10 dan 20 gram. Bakteri Bacillus subtilis sebanyak 100 mL
22
ditambahkan ke dalam masing-masing media NB dan didiamkan selama 14 hari
pada suhu ruang.
Urea sebanyak 10 dan 20 g ditambahkan kedalam 900 mL air limbah tahu
yang berbeda. Bakteri Bacillus subtilis sebanyak 100 mL ditambahkan ke dalam
media air limbah tahu dan didiamkan selama 14 hari pada suhu ruang.
3.4.5 Biosementasi dalam Bioreaktor (Helmi et al., 2016)
Komposisi bioreaktor disajikan pada Tabel 4. dan Tabel 5. Semua tabung
reaktor didiamkan selama 7 minggu pada suhu ruang untuk proses biosementasi
sehingga menghasilkan batuan pasir. Tanah hasil biosementasi dilakukan pengujian
kadar air, berat jenis butiran menggunakan piknometer, ruang pori total, berat isi
menggunakan ring, permeabilitas, serta pengujian mikrostruktur tanah
menggunakan SEM dan XRD.
Tabel 4. Komposisi bioreaktor kontrol pasir
No.
tabung
Tanah
pasir
(gram)
Volume
bakteri
media NB
(mL)
Volume
bakteri media
limbah tahu
(mL)
Tepung
cangkang
telur (CaO)
(g)
Urea (g)
1 500 - - - 20
2 500 80 - - -
3 500 - 80 - -
4 500 - - 50 -
5 500 - - - -
23
Tabel 5. Komposisi bioreaktor perlakuan
No.
tabung
Tanah
pasir
(gram)
B1
(mL)
B2
(mL)
B3
(mL)
B4
(mL)
Tepung
cangkang telur
(CaO) (gram)
1 500 80 - - - 20
2 500 80 - - - 35
3 500 80 - - - 50
4 500 - 80 - - 20
5 500 - 80 - - 35
6 500 - 80 - - 50
7 500 - - 80 - 20
8 500 - - 80 - 35
9 500 - - 80 - 50
10 500 - - - 80 20
11 500 - - - 80 35
12 500 - - - 80 50
Keterangan:
B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)
B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)
B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)
B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)
3.4.6 Uji Kadar Air (ASTMD 2216-71)
Cawan ditimbang (W1 gram) dan tanah dimasukan ke dalam cawan yang
kemudian ditimbang bersama tutupnya (W2 gram). Cawan berisi tanah dimasukkan
ke dalam oven dalam keadaan terbuka pada suhu 105-110 oC selama 16-24 jam.
Cawan yang telah di oven didinginkan dalam desikator, kemudian cawan berisi
tanah kering ditimbang bersama tutupnya (W3 gram). Kadar air dihitung dengan
rumus:
Kadar Air = W2−W3
𝑊3−𝑊1𝑥 100% .................................................(4)
3.4.7 Uji Berat Isi (Bulk Density) (SNI, 1994)
Ring sampel kososng dengan ukuran diameter 50 mm, tinggi 28 mm, dan
tebal 3 mm ditimbang (W1 gram). Ring diisi dengan sampel pasir kemudian
ditimbang (W2 gram). Analisis berat isi dihitung dengan rumus :
24
Berat Isi = W2−W1
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (cm3) ........................................................(5)
Keterangan:
W1 = berat ring sampel kosong (gram)
W2 = bierat ring sampel + tanah pasir (gram)
3.4.8 Uji Berat Jenis (SNI, 2008)
Piknometer kosong ditimbang (W1 gram). Pasir tanah hasil biosementasi
dimasukan ke dalam piknometer dan di timbang (W2 gram). Akuades dimasukan
ke dalam piknometer hingga terisi dua per tiganya. Piknometer yang berisi tanah
pasir didiamkan selama 24 jam. Piknometer yang telah didiamkan dipanaskan pada
suhu konstan selama 10 menit sehingga udara keluar seluruhnya. Piknometer
didinginkan dan ditambahkan aquades secukupnya kemudian ditimbang (W3
gram). Piknometer dikosongkan dan dibersihkan, kemudian diisi aquades dengan
temperatur yang sama lalu ditimbang (W4 gram). Berat jenis dihitung dengan
rumus:
Berat Jenis = W2−W1
(W2−W1)+(W4−W3) .........................................(6)
Keterangan:
W1 = berat piknometer kosong (gram)
W2 = berat piknometer berisi tanah pasir (gram)
W3 = berat piknometer berisi tanah dan akuades (gram)
W4 = berat piknometer berisi akuades (gram)
3.4.9 Uji Ruang Pori Total (Prasetio, 2011)
Ruang pori total menggunakan perhitungan turunan dari berat isi dan berat
jenis:
% Porositas = (1 −Berat Isi
Berat Jenis) 𝑥 100% ..............................(7)
25
3.4.10 Uji Permeabilitas (SNI, 1980)
Pasir kering diambil yang mengadung butiran pasir lolos saringan No. 200
lebih kecil dari 10%. Air dicampurkan secukupnya untuk menghindari agregasi
selama pengisian tabung sehingga campuran dapat mengalir bebas untuk
membentuk lapisan-lapisan dalam tabung. Tutup tabung dilepaskan lalu
dimasukkan batu pori ke dalamnya.
Campuran pasir dimasukkan ke dalam tabung dengan menggunakan corong
dengan gerakan melingkar sampai ketinggian tanah 6 cm. Lapisan tanah dipadatkan
dengan alat penumbuk. Prosedur 4 dan 5 diulangi sampai ketinggian yang
diinginkan. Batu pori diletakkan diatasnya dan dimasukkan pegas lalu tabung
ditutup, dicatat tinggi benda uji dalam tabung. Slang intake dihubungkan ke corong
melalui buret lalu corong diisi dengan air terus-menerus. Stopwatch dihidupkan dan
air yang keluar ditampung dengan gelas ukur. Waktu yang dibutuhkan dicatat untuk
mendapatkan volume tertentu.
Q = k x A x i x t ...................................................................(8)
k =Q x L
h x A x t .............................................................................(9)
Keterangan :
k = koefisien permeabilitas (cm/detik)
A = luas penampang (cm2)
L = panjang sampel (cm)
t = waktu pengamatan (detik)
Q = debit (cm3)
H = tinggi sampel (cm)
I = koefisien hidrolik (h/L)
26
3.4.11 Karakterisasi XRD (X Ray Difraction) (ASTM A751)
Sampel dan kontrol dihaluskan hingga menjadi serbuk yang halus, kemudian
ditempatkan pada preparat dan dipress dengan alat pengepress. Sampel yang sudah
dipress ditempatkan pada sampel holder dan disinari dengan sinar-X.
3.4.12 Karakterisasi SEM (Scaning Electron Microscopy) (ASTM E2809)
Sampel dilapisi dengan Pt dan ditempatkan pada instrumen SEM pada
rentang perbesaran 65, 150, 500, 850 kali hingga terlihat ukuran dan bentuk partikel
lempung dengan jelas dan dapat diketahui komposisi senyawa dari sampel.
3.4.13 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) (ASTM E2809)
Sampel cangkang telur digerus sebanyak 0,5 - 1,0 gram dan dicampur dengan
100 – 200 mgram serbuk KBr kering dengan lumping agate atau “vibrating ball
mill” hingga homogen. Campuran dimasukan ke dalam pencetak khusus
menggunakan spatula mikro. Pencetak dihubungkan dengan handy press. Tongkak
handy press dilepaskan dan cakram KBr dikeluarkan. Cakram KBr dimasukan ke
dalam KBr disc holder kemudian direkam spektrumnya.
27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kadar Kalsium Cangkang Telur ayam
Kadar kalsium cangkang telur ayam ditentukan menggunakan Atomic
Absorption Spectrofotometer (AAS). Hasil pengukuran kadar kalsium cangkang
telur secara duplo menggunakan AAS diperoleh absorbansi sebesar ± 0,6921.
Kurva standar kalsium yang dihasilkan adalah y = 0,0153x + 0,0005 dengan R2 =
0.9998 (Lampiran 1.). Kadar kalsium pada sampel cangkang telur ayam dapat
dihitung berdasarkan persamaan linear. Kadar kalsium cangkang telur ayam yang
diperoleh adalah sebesar ± 113.006,5 mg/L atau sebesar 56,5 % (Lampiran 2.).
Kadar kalsium pada cangkang telur ayam yang diperoleh hampir sama dengan
penelitian Haryono, et al (2018) yaitu sebesar 55,25 %. Reaksi sampel cangkang
telur ayam menghasilkan CaO melalui proses kalsinasi pada suhu 550 oC selama 3
jam adalah sebagai berikut (Triana et al., 2018).
CaCO3(s)
∆→ CaO(s) + CO2(g) ........................ (10)
Kalsium pada cangkang telur ayam berupa kalsium karbonat (CaCO3).
Kalsiun karbonat selanjutnya berubah menjadi CaO melalui proses kalsinasi.
Kalsinasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan organik pada serbuk
cangkang telur ayam (Haryono, et al., 2018). Reaksi pembentukan CaO melalui
proses kalsinasi sesuai dengan reaksi sebagai berikut (Handayani dan Faisal, 2017):
28
4.2 Nilai Kadar Air Tanah Pasir
Kadar air tanah berdasarkan hasil biosementasi berperan menunjukkan
kekuatan tanah. Hasil pengukuran kadar air tanah pasir disajikan pada Tabel 6:
Tabel 6. Hasil pengukuran kadar air tanah pasir
Sampel Kadar Air (% vol.)
Pasir 14,8
Pasir + CaO 12,4
Pasir + urea 16,1
Pasir + B2 36,5
Pasir + B4 14,6
Pasir + B1 + CaO 20 g 35,6
Pasir + B1 + CaO 35 g 30,7
Pasir + B1 + CaO 50 g 33,5
Pasir + B2 + CaO 20 g 36,2 Pasir + B2 + CaO 35 g 30,9
Pasir + B2 + CaO 50 g 34,2
Pasir + B3 + CaO 20 g 34,0
Pasir + B3 + CaO 35 g 35,0
Pasir + B3 + CaO 50 g 38,8
Pasir + B4 + CaO 20 g 33,0
Pasir + B4 + CaO 35 g 33,2
Pasir + B4 + CaO 50 g 35,1
Keterangan:
B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)
B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)
B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)
B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)
Tanah pasir memiliki nilai kadar air sebesar 15% (Hanafiah, 2005). Hasil uji
kadar air pada bioreaktor perlakuan semuanya mengalami kenaikan dari kontrol
pasir. Peningkatan kadar air terjadi ketika larutan bakteri diinjeksikan ke dalam
masing-masing sampel. Penurunan kadar air terjadi pada pasir ditambah CaO
dikarenakan tidak terjadi injeksi larutan dan CaO bersifat higroskopis. CaO mengisi
pori yang ada dalam tanah dan menyerap air (Yulfiah, 2018).
Kandungan air yang tinggi dalam tanah umumnya menyebabkan tekstur tanah
cenderung lembek, karena memiliki pori yang cukup besar untuk mengikat air,
sehingga struktur tanah menjadi kurang kuat dan kurang stabil (Triana, 2018).
29
Kadar air pada tanah akan menambah beban pada tanah sehingga akan menaikkan
tekanan air pori. Tekanan air pori akan mengurangi kekuatan material terhadap
pengaruh kelongsoran (Braja, 1995). Kadar air berpengaruh tehadap biosementasi
karena tanah akan memiliki kestabilan struktur yang cukup kuat dengan kandungan
air yang sedikit.
Proses biosementasi berdasarkan hasil yang didapat memberikan hasil yang
berbeda, yaitu terjadinya peningkatan kadar air dan memperkuat struktur tanah.
Perbedaan tersebut dikarenakan rekayasa pengaturan tempat terjadinya proses
biosementasi yang berbeda berupa tidak adanya saluran air pembuangan (Choi, et
al., 2016). Saluran pembuangan air yang tidak ada menyebabkan peningkatan kadar
air dari kontrol pasir. Kadar air yang meningkat pada proses biosementasi
berbanding lurus dengan memperkecil ukuran pori dikarenakan CaCO3 yang
terbentuk dari proses biosementasi mengisi lubang antar pori tanah dan merekatkan
butiran tanah (Breure, 2004; Widyati, 2013).
30
4.3 Nilai Berat Isi Tanah Pasir
Berat isi tanah setelah biosementasi berperan menunjukkan jumlah kristal
kalsium karbonat yang terbentuk. Hasil pengukuran berat isi tanah pasir disajikan
pada Tabel 7:
Tabel 7. Hasil pengukuran berat isi tanah pasir
Sampel Berat Isi (g/mL)
Pasir 1,20
Pasir + CaO 1,41
Pasir + urea 1,14
Pasir + B2 1,14
Pasir + B4 1,11
Pasir + B1 + CaO 20 g 1,25
Pasir + B1 + CaO 35 g 1,24 Pasir + B1 + CaO 50 g 1,36
Pasir + B2 + CaO 20 g 1,27
Pasir + B2 + CaO 35 g 1,25
Pasir + B2 + CaO 50 g 1,32
Pasir + B3 + CaO 20 g 1,25
Pasir + B3 + CaO 35 g 1,45
Pasir + B3 + CaO 50 g 1,33
Pasir + B4 + CaO 20 g 1,24
Pasir + B4 + CaO 35 g 1,30
Pasir + B4 + CaO 50 g 1,29
Keterangan:
B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)
B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)
B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)
B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)
Tanah pasir memiliki nilai berat isi sebesar 1,1-1,6 g/mL (Hardjowigeno,
2003). Hasil uji berat isi pada bioreaktor perlakuan semuanya mengalami kenaikan
dari kontrol pasir. Peningkatan berat isi terjadi karena semakin meningkatnya
jumlah kalsium karbonat yang terbentuk dari hasil biosmentasi. Peningkatan dan
penurunan berat isi tergantung pada jumlah presipitasi kalsium karbonat pada titik
injeksi (Sidik et al., 2014). Penurunan terjadi ketika tidak ada kalsium karbonat
yang terbentuk dan kandungan bahan organik yang relatif tinggi seperti pada pasir
ditambah urea, B2, dan B4.
31
Berat isi merupakan petunjuk kepadatan tanah, makin padat suatu tanah
makin tinggi berat isi, yang berarti makin sulit meneruskan air sehingga tanah
menjadi lebih stabil dan kuat. CaCO3 yang dihasilkan melalui teknik MICP
(Microbially induced carbonate precipitation) mengakibatkan ruang pori dalam
pasir terisi dan menjadi padat. Masa spesimen pasir meningkat setelah proses
biosementasi dikarenakan kepadatan isi yang meningkat (Wang, 2018).
Kerapatan masa tanah dengan tekstur kasar mempunyai kisaran 1,3 – 1,8
g/mL. Penentuan berat isi tanah sebelum diolah dapat digunakan sebagai indikasi
lapisan padat. Semakin padat lapisan tanah maka berat isinya semakin besar. Berat
isi tanah cenderung naik jika semakin dalam karena kandungan bahan organik yang
semakin rendah, kurangnya agregasi dan terjadinya pemadatan (Sudaryono, 2001).
32
4.4 Nilai Berat Jenis Tanah Pasir
Berat jenis tanah setelah biosementasi berperan menunjukkan jumlah kalsium
karbonat yang terbentuk. Hasil pengukuran berat jenis tanah pasir disajikan pada
Tabel 8.
Tabel 8. Hasil pengukuran berat jenis tanah pasir
Sampel Berat Jenis (g/mL)
Pasir 2,30
Pasir + CaO 2,37
Pasir + urea 2,39
Pasir + B2 2,38
Pasir + B4 2,35
Pasir + B1 + CaO 20 g 2,40
Pasir + B1 + CaO 35 g 2,40 Pasir + B1 + CaO 50 g 2,40
Pasir + B2 + CaO 20 g 2,40
Pasir + B2 + CaO 35 g 2,34
Pasir + B2 + CaO 50 g 2,34
Pasir + B3 + CaO 20 g 2,30
Pasir + B3 + CaO 35 g 2,33
Pasir + B3 + CaO 50 g 2,37
Pasir + B4 + CaO 20 g 2,41
Pasir + B4 + CaO 35 g 2,37
Pasir + B4 + CaO 50 g 2,38
Keterangan:
B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)
B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)
B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)
B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)
Tanah pasir memiliki nilai berat jenis sebesar 2,65-2,68 g/cm3 (Darwis,
2018). Hasil uji berat jenis tanah pada bioreaktor perlakuan semuanya mengalami
kenaikan dari kontrol pasir. Peningkatan berat jenis berbanding lurus dengan
peningkatan berat isi. Berat jenis tanah yang semakin tinggi akan membuat pori
tanah semakin kecil (Hanafiah,2005).
Nilai berat jenis yang sama dengan kontrol pasir pada pasir dengan bakteri
dalam media air limbah tahu (urea 10 g) ditambah CaO 20 g diperkirakan karena
jumlah bahan organik yang relatif sama. Berat jenis tanah diperlukan untuk
33
merencanakan konstruksi bangunan yang kekuatannya dipengaruhi oleh berat jenis
tanah (Sarmono, 1992). Berat jenis yang tinggi menandakan bahwa tanah tersebut
memiliki ukuran partikel yang lebih halus (Hakim, 1986).
4.5 Nilai Ruang Pori Total Tanah Pasir
Porositas tanah yang besar karena penyusun tekstur tanah didominasi fraksi
pasir yaitu lebih tinggi (95,49%) dibandingkan dengan penyusun yang lain yaitu
lempung dan debu (Sudaryono, 2001). Ruang pori total tanah setelah biosementasi
berperan menunjukkan kristal kalsium karbonat yang mengisi pori tanah. Hasil
pengukuran ruang pori total tanah pasir disajikan pada Tabel 9:
Tabel 9. Hasil pengukuran ruang pori total tanah pasir
Sampel Ruang Pori Total (%)
Pasir 48,1
Pasir + CaO 40,2
Pasir + urea 52,2
Pasir + B2 51,9
Pasir + B4 52,8
Pasir + B1 + CaO 20 g 48,0
Pasir + B1 + CaO 35 g 48,0
Pasir + B1 + CaO 50 g 43,4
Pasir + B2 + CaO 20 g 47,2
Pasir + B2 + CaO 35 g 46,6
Pasir + B2 + CaO 50 g 43,7
Pasir + B3 + CaO 20 g 45,6
Pasir + B3 + CaO 35 g 37,8
Pasir + B3 + CaO 50 g 43,9
Pasir + B4 + CaO 20 g 48,4
Pasir + B4 + CaO 35 g 45,4
Pasir + B4 + CaO 50 g 46,0
Keterangan:
B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)
B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)
B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)
B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)
Hasil uji ruang pori total pada bioreaktor perlakuan hampir semuanya
mengalami penurunan dari kontrol pasir. Penurunan ruang pori total terjadi karena
pengendapan kalsium karbonat mengisi pori-pori tanah pasir (Rong & Qian, 2012).
34
Kenaikan ruang pori total terjadi pada beberapa perlakuan berkisar antara 0,6-9,7%.
Kenaikan ruang pori total disebabkan karena penyebaran pengendapan kalsium
karbonat yang tidak merata pada bagian tanah, menyebabkan kemungkinan tidak
termasuk bagian yang dilakukan pengujian (Mahawish et al., 2018).
Menurut Islami (1995) dan Hillel (1981) porositas untuk tanah pasir
berkisar antara 30 – 50%, sedangkan tanah pasir ini mempunyai ruang pori makro
yang sangat mudah untuk pergerakan air dan udara, sehingga porositas pada tanah
yang mengandung banyak pasir cenderung tinggi. Penurunan nilai ruang pori total
sesuai dengan prinsip biosementasi yaitu CaCO3 yang terbentuk mengisi lubang
antar pori tanah dan akan merekatkan butiran tanah sehingga menurunkan nilai
ruang pori total. Penurunan ruang pori total dikarenakan pemadatan tanah.
Pemadatan tanah karena ruang pori terisi oleh partikel tanah terlarut dalam air
melalui proses pengendapan CaCO3. Porositas ditentukan oleh berat isi dan berat
jenis, karena berat jenis nilainya tetap, dengan demikian perubahan porositas
mengikuti perubahan berat isi (Sudaryono, 2001).
Faktor yang mempengaruhi porositas tanah adalah tekstur tanah. Tanah
yang memiliki kandungan pasir lebih banyak mempunyai pori-pori makro (ukuran
pori yang lebih besar) tetapi memiliki ruang pori yang kecil sehingga porositasnya
menjadi rendah. Besarnya porositas tanah yang ditentukan oleh kerapatan masa
tanah dan kerapatan partikel tanah berpengaruh kepada laju permeabilitas, di mana
semakin besar porositas maka semakin besar pula laju permebilitas tanahnya,
begitupun sebaliknya.
35
4.6 Nilai Permeabilitas Tanah Pasir
Permeabilitas tanah setelah biosementasi berperan menunjukkan kemampuan
pori-pori tanah menahan aliran air. Hasil pengukuran permeabilitas tanah pasir
disajikan pada Tabel 10:
Tabel 10. Hasil pengukuran permeabilitas tanah pasir
Sampel Permeabilitas (cm/detik)
Pasir 0,0041
Pasir + CaO 0,0075
Pasir + urea 0,0049
Pasir + B2 0,0034
Pasir + B4 0,0037
Pasir + B1 + CaO 20 g 0,0022
Pasir + B1 + CaO 35 g 0,0034 Pasir + B1 + CaO 50 g 0,0004
Pasir + B2 + CaO 20 g 0,0012
Pasir + B2 + CaO 35 g 0,0025
Pasir + B2 + CaO 50 g 0,0006
Pasir + B3 + CaO 20 g 0,0019
Pasir + B3 + CaO 35 g 0,0044
Pasir + B3 + CaO 50 g 0,0075
Pasir + B4 + CaO 20 g 0,0033
Pasir + B4 + CaO 35 g 0,0015
Pasir + B4 + CaO 50 g 0,0021
Keterangan:
B1 : Bakteri dalam media NB (urea 10 g)
B2 : Bakteri dalam media NB (urea 20 g)
B3 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 10 g)
B4 : Bakteri dalam media air limbah tahu (urea 20 g)
Tanah pasir memiliki nilai permeabilitas tanah sebesar 10-3-1 cm/detik.
Hasil uji nilai permeabilitas pada bioreaktor perlakuan hampir semuanya
mengalami penurunan dari kontrol pasir. Biosementasi menurunkan permeabilitas
diperkirakan karena material yang dihasilkan dari aktivitas moikrobakteri akan
mengikat partikel-partikel tanah pasir sehingga tanah pasir menjadi lebih padat dan
menyumbat atau mengisi rongga-rongga antar partikel tanah pasir. Proses tersebut
menghambat adanya aliran air saat melewati partikel tanah. Nilai permeabilitas
yang semakin rendah menandakan bahwa semakin banyak kalsium karbonat
36
(CaCO3) yang terbentuk dari proses biosementasi (Choi, et al., 2016; Chu, et al.,
2013).
Penurunan permeabilitas tanah disebabkan oleh peningkatan berat isi dan
penurunan porositas tanah (Sudaryono, 2001). Permeabilitas tanah sangat
dipengaruhi oleh pori yaitu semakin besar pori dalam tanah maka semakin cepat
permeabilitas tanah tersebut. Biosementasi memperkecil ukuran pori dengan
perkembangan presipitasi kalsit (Al Qabany & Soga, 2013).
Kenaikan permebilitas tanah terjadi pada beberapa perlakuan dikarenakan
tanah bertekstur pasir mudah melewatkan air dalam tanah, sehingga permeabilitas
tinggi. Permeabilitas yang tinggi menyebabkan berkurangnya keuatan dalam tanah,
sehingga bila mendapatkan tekanan terhadap tanah tersebut dapat mengakibatkan
mudahnya tanah itu terjadi longsoran atau erosi (Al Qabany & Soga, 2013).
37
4.7 Karakteristik Tanah Pasir dengan XRD
Gambar 5. Pola difraksi tanah pasir hasil biosementasi
Pola difraksi CaCO3 dalam sampel pasir menggunakan bakteri media NB
dengan urea 10 g dan CaO 50 g menghasilkan puncak pada 2θ = 29,66o; 39,67o;
43,43o; 47,78o; dan 48,76o. Pola difraksi CaCO3 pada sampel pasir menggunakan
media air limbah tahu dengan urea 20 g dan CaO 35 g menghasilkan puncak
tertinggi pada 2θ = 29,39o dan 42,68o. Pola difraksi CaCO3 terbentuk setelah
mengalami proses biosementasi, sedangkan pada pasir tidak memiliki puncak
CaCO3 sesuai dengan hasil XRD. Perbedaan fasa pada difraktogram sinar-X sampel
pasir sebelum biosementasi dan sesudah biosementasi disajikan pada Gambar 5.
Difraktogram sinar-X pada pasir sebelum biosementasi sebagian besar tersusun atas
mineral SiO2. Difraktogram sinar-X pada pasir sesudah biosementasi menunjukan
adanya jenis mineral CaCO3.
38
Perbedaan intensitas CaCO3 beserta sudut 2θ pada pasir menggunakan bakteri
media NB dengan urea 10 g dan CaO 50 g dan pola difraksi CaCO3 dalam sampel
pasir menggunakan media air limbah tahu dengan urea 20 g dan CaO 35 g
dikarenakan media tumbuh bakteri. Media tumbuh bakteri menggunakan air limbah
tahu relatif bersifat asam dan dapat menurunkan pH lingkungan. Lingkungan
dengan pH menurun menyebabkan enzim urease yang terbentuk relatif lebih sedikit
dan kalsium karbonat yang terbentuk akan sedikit pula (Helmi et al., 2016).
Pola difraksi CaCO3 hasil biosementasi setelah diuji memiliki kemiripan
dengan data literatur pada JCPDS (Joint Committe on Power Diffraction Standars)
47-1743 dengan nilai 2θ sebesar 23,1 o; 29,4 o; 35,9 o; 39,5 o; 43,2 o; 47,6 o; 48,6 o;
dan 57,6 o. Hasil analisis XRD pada pasir dengan bakteri media NB (urea 10 g) +
CaO 50 g dan pasir dengan media air limbah tahu (urea 20 g) + CaO 35 g
menunjukan deposisi padat pengendapan kalsium karbonat yang dimediasi oleh
bakteri. Kristal CaCO3 yang dihasilkan dari proses biosementasi menyumbat pori
dalam tanah (Joshi, et al., 2018).
4.8 Morfologi Tanah Pasir menggunakan SEM
Pengujian dari SEM bertujuan mengamati morfologi dan distribusi endapan
kristal yang dihasilkan dari proses biosementasi. Pengendapan kalsium karbonat
hasil biosementasi memiliki ukuran dan lokasi pengendapan yang bervariasi.
Ukuran dan lokasi pengendapan kristal berkaitan dengan distribusi larutan dalam
pori yang dipengaruhi oleh kondisi saturasi (Cheng, et al., 2013).
39
Gambar 6. Morfologi kontrol negatif pasir perbesaran 850x
Hasil analisis SEM pada Gambar 6. dapat disimpulkan bahwa pasir yang tidak
mengalami proses biosementasi dengan perbesaran 850x. Pasir memiliki
permukaan yang relatif halus tanpa bahan yang melekat dan terpisah satu sama lain.
Gambar 7. Morfologi pasir dengan media NB (urea 10) + CaO 50 g perbesaran
850x
40
Hasil analisis SEM pada Gambar 7. dapat disimpulkan pasir menggunakan
media NB dengan urea 10 dan CaO 50 g dengan perbesaran 850x. Hasil analisis
SEM pada Gambar 7 terdapat kalsium karbonat yang terbentuk melapisi atau
menempel pada butiran pasir. Kalsium karbonat terdistribusi secara acak dan
mengisi ruag-ruang kosong pada butiran pasir.
Gambar 8. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO 35 g
perbesaran 850x
CaCO3 ditemukan pada hasil biosmentasi permukaan pasir pada Gambar 8.
Kristal CaCO3 pada dasarnya dalam bentuk bola melekat pada permukaan partikel
pasir. Adanya kristal CaCO3 diawali dengan larutan bakteri yang disaring ke dalam
pasir, dan ruang pori yang terdapat dalam pasir akan ditempati oleh bakteri
(Bacillus subtilis). Urea dihidrolisis untuk menghasilkan CO32-
oleh enzim dari
aktivitas metabolisme bakteri. CO32- di lingkungan bereaksi dengan Ca2+ dalam
41
tepung cangkang telur ayam menghasilkan CaCO3. Kristal CaCO3 mengisi ruang
pori-pori pasir dan mengikat partikel-partikel pasir (Wang, et al., 2018).
Hasil uji SEM pada gambar 7 dan 8 terdapat kristal CaCO3 yang mengsisi
pori-pori diantara butiran pasir (Syaraki, et al., 2018). Hasil SEM menunjukan
deposisi kalsium karbonat yang dimediasi oleh bakteri. Kristal kalsit mengendap
pada permukaan dan diantara butiran pasir. Kristal kalsit yang dihasilkan berfungsi
sebagai semen untuk mengikat antar butiran pasir. Pengendapan CaCO3
dipengaruhi oleh parameter proses biosementasi, termasuk konsentrasi Ca2+, urea,
jumlah urease, dan jumlah injeksi larutan bakteri (Phua & Royne, 2018).
Pengendapan CaCO3 mengurangi 6-17% ruang kosong pada pori tanah dan
meningkatkan kepadatan relatif sebesar 63-64% karena pori-pori tanah diisi dengan
CaCO3 yang mengendap. Densifikasi yang efektif terjadi karena peningkatan
kandungan padatan CaCO3 sehingga memberikan peningkatan yang signifikan
pada sifat rekayasa tanah dalam hal peningkatan kuat geser, peningkatan kekakuan,
berkurangnya kompresibilitas dan permeabilitas (De Jong, et al., 2010).
42
4.9 Karakteristik Tepung Cangkang Telur Menggunakan FTIR
Gambar 9. Spektrum FTIR tepung cangkang telur sebelum dan sesudah kalsinasi
Spektrum inframerah tepung cangkang telur ayam yang ditampilkan pada
Gambar 9. memiliki bilangan gelombang pada 573,40; 712,95; 875,46 dan 1425,40
merupakan ion CO32- dalam CaCO3 pada pita warna hitam. Bilangan gelombang
875,08-1423,55 cm-1 berkaitan dengan vibrasi gugus karbonat. Perbedaan panjang
gelombang dan gugus fungsi senyawa dapat dilihat pada Tabel 11.
43
Tabel 11. Panjang gelombang dan gugus fungsi senyawa hasil uji FTIR
Bilangan
gelombang
(cm-1)
Gugus fungsi Jenis vibrasi
Bilangan
gelombang
referensi
(cm-1)
573,40 CO3- Ca-O 580
712,95 CO3- Ca-O 713
875,46 CO3- Ca-O 875
1425,40 CO3- C-O 1423
1797,05 CaO C=O 1798
3434,58 OH-
O-H 3439
3448,13 OH- 3439
Sumber: Tangboriboon et al., 2012
Pita serapan CaO pada sampel tepung cangkang telur ayam ditemukan pada
daerah 1797,05 dan yang menunjukan adanya vibrasi C=O dari oksida logam
(CO32-)hasil kalsinasi. Pita pada bilangan gelombang tersebut berhubungan dengan
spesi bidentat dan monodentat dari karbonat. Pita pada bilangan gelombang
tersebut dapat diartikan sebagai vibrasi stretching asimetri dari ikatan O-C-O dari
karbonat monodentat pada permukaan CaO (Grandos, et al., 2007; Tangboriboon
et al., 2012).
Pita FTIR yang muncul pada bilangan gelombang 3000-2400 cm-1 merupakan
mode peregangan CH. Bilangan gelombang 3400-3600 cm-1 merupakan
peregangan getaran dari molekul air. Pita intensitas yang relatif rendah pada
bilangan gelombang 3434,58 cm-1 tepung cangkang telur sebelum kalsinasi dan
3448,13 cm-1 tepung cangkang telur sesudah kalsinasi. Bilangan gelombang 3400
cm-1 merupakatan ikatan O-H dengan konsentrasi Ca(OH)2 yang rendah dalam
sampel (Naemchan, et al., 2008; Tangboriboon et al., 2012).
44
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil analisis dan pengujian
biosementasi tanah pasir dengan kalsium cangkang telur ayam dapat disimpulkan
bahwa:
1. Tepung CaO cangkang telur ayam memperkuat struktur tanah melalui proses
biosementasi dengan membentuk kristal CaCO3. Hasil uji XRD dan SEM
membuktikan adanya kristal CaCO3 hasil presipitasi Ca2+ tepung cangkang
telur ayam melalui proses biosementasi.
2. Struktur tanah pasir menjadi lebih baik dan kuat setelah proses biosementasi
dengan hasil uji nilai permeabilitas yang menurun dari kontrol negatif pasir.
Hasil uji nilai permeabilitas kontrol negatif tanah pasir yaitu sebesar 0,0041
cm/detik. Hasil uji nilai permeabilitas untuk pasir yang dilakukan proses
biosementasi menurun hingga nilai permeabilitas teredah pada komposisi pasir
menggunakan bakteri dalam media NB dengan urea 10 g dan CaO 50 g sebesar
0,0004 cm/detik.
5.2 Saran
Penelitian ini dapat dilakukan lebih lanjut dengan merancang komposisi yang
lebih baik dalam proses biosementasi tanah pasir untuk menghasilkan hasil yang
lebih baik dan kuat dari penelitian ini. Komposisi tepung cangkang telur ayam dan
jumlah injeksi larutan bakteri harus diperbanyak. Tipe bioreaktor lain dengan
adanya saluran air diperkirakan akan mendapatkan hasil yang lebih baik. Ukuran
butir pasir yang digunakan untuk proses biosementasi disarankan untuk
46
DAFTAR PUSTAKA
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1980. Pengujian Permeabilitas. Jakarta: BSN.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1990. Uji Butiran Tanah Ayakan. Jakarta: BSN.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1992. Pengujian Kuat Geser Langsung. Jakarta:
BSN.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1994. Pengujian Berat Isi Tanah. Jakarta: BSN.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1994. Uji Berat Volume Tanah. Jakarta: BSN.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 2008. Cara Uji Berat Jenis Tanah. Jakarta: BSN.
Aini, F. N., Wahyuni, D., & Suhesti, R. G. 2013. Penghambatan Pertumbuhan
Colletotrichum gloeosporioides oleh Trichoderma harzianum, Trichoderma
koningii, Bacillus subtilis dan Pseudomonas fluorescens Growth Inhibition of
Colletotrichum gloeosporioides by Trichoderma harzianum, Trichoderma
koningii. Pelita Perkebunan. Vol. 29 (1): 44–52.
Al Qabany, A. A. & Soga K. 2013. Effect of Chemical Treatment Used in MICP
on Engineering Properties of Cemented Soils. Geotechnique. Vol. 63 (10):
331-229.
Aminah, S., & Wulandari M.. 2016. Calcium Content And Flour Yield Of Poultry
Eggshell With Acetic Acid Extraction. University Reasearch Coloqium: 49–
53.
Arsyad, S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Bogor: IPB Press.
Badan POM RI. 2010. Acuan Sediaan Herbal. Jakarta: Badan Pengawas Obat dan
Makanan Republik Indonesia.
Basset, J., Denney R. C., Jeffrey G. H., & M. J. 1994. Buku Ajar Vogel Kimia
Analisa Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC.
Braja, D. M. 1995. Mekanika Tanah 1. Jakarta: Erlangga.
Breure, A. M. 2004. Soil Biodiversity: Measurements, Indicators, Threats and Soil
Function. Spain: Leon.
Burbank, M. B. W., Barbara C. W., Thomas J. C., & Ronald L. G. T. L. 2011.
Precipitation Of Calcite By Indigenous Microorganisms To Strengthen
Liquefiable Soils. Geomicrobiology Journal. Vol. 28: 301-3012.
Cao, T., Mckenry, M. V, Duncan, R. A., Dejong, T. M., Kirkpatrick, B. C., &
Shackel, K. A. 2006. Influence of Ring Nematode Infestation and Calcium,
Nitrogen, and Indoleacetic Influence of Ring Nematode Infestation and
Calcium, Nitrogen, and Indoleacetic Acid Applications on Peach
Susceptibility to Pseudomonas syringae pv . syringae. Phytopathology.Vol. 96
(6): 608-614.
47
Cheng, L., Ralf C. R., & Mohamed A. S. Cementation of Sand Soil by Microbially
Induced Calcite Precipitation at Various Degrees of Saturation. Can. Geotech.
Vol. 50: 81-90.
Choi, S., Wu, S., & Chu, J. 2016. Biocementation for Sand Using an Eggshell as
Calcium Source. Journal of Geotechnical and Geoenviromental Enginering:
2–5.
Chu, J., Ivanov V., Stabnikov., Li B. 2013. Microbial Method for Construction of
an a Quaculture Pond in Sand. Geotechnique. Vol. 63 (10): 871-875.
Cullity B. D. & Stock S. R. 2001. Element of X-Ray Difraction. New Jersey:
Prentice Hall.
Darmawijaya, I. 1990. Klasifikasi Tanah. Yogyakarta: Gajah Mada University
Press.
Darwis, H. 2018. Dasar-dasar Mekanika Tanah (1st ed.). Yogyakarta: Pena Indis.
DeJong, J. H. M., Liu, Y., Bollon, A. P., Long, R. M., Jennewein, S., Williams, D.,
& Croteau, R. B. 2006. Genetic engineering of taxol biosynthetic genes in
Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology and Bioengineering, 93(2), 212–
224. https://doi.org/10.1002/bit.20694
Dejong, J. T., Mortensen, B. M., Martinez, B. C., & Nelson, D. C. 2010. Bio-
mediated soil improvement, Vol. 36: 197–210.
Dinas Perternakan. 2015. Statistik Perternakan dan Kesehatan Hewan. Jakarta:
Dinas Perternakan.
Ditjen POM. 1995. Farmakope Indonesia. Jakarta: Depkes RI.
Gillespie, S., & Bamford, K. 2009. Mikrobiologi Medis dan Infeksi (3rd ed.).
Jakarta: Erlangga.
Hadioetomo, R. S. 1985. Mikrobiologi Dasar-dasar Praktik. Jakarta: Gramedia.
Hanafiah, K.A. 2005. Dasar-dasar ilmu tanah. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.
Handayani, L., & Faisal S. 2017. Isolasi dan Karakterisasi Nanokalsium dari
Cangkang Tiram (Crassostrea gigas). JPHPI. Vol. 20 (3): 515-523.
Hardiyatmo, H. C. 2002. Mekanika Tanah I.Yogyakarta: Gadjah Mada University
Press.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah Ultisol. Jakarta: Akademika Pressindo. 286
hal.
Hartono, T. & I. 2010. Kiat Sukses Menetaskan Telur Ayam. Yogyakarta: Argo
Media Pustaka.
Haryono, C. N., Rukiah, Yati B. Y. 2018. Kalsium Oksida Mikropartikel Dari
Cangkang Telur Sebagai Katalis Pada Sintesis Biodiesel Dari Minyak Goreng
Bekas. Jurnal Material dan Energi Indonesia. Vol. 08 (01): 8-15.
Hasibuan, B. E. 2006. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Medan: Departemen Ilmu Tanah
48
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Helmi, F. M., Hemdan R. E., Sherif M. E., Abeer F. E. 2016. Calcium Carbonate
Precipitation Induced by Ureolytic Bacteria Bacillus licheniformis. Ecological
Engineering. Vol. 90: 367-371.
Hillel. 1981. Fundamental of Soil Physics. New York: Academic Press.
Idaman, N. S. & Heru D. W. 1999. Teknologi Pengolahan Air Limbah Tahu-Tempe
dengan Proses Biofilter Anaerob dan Aerob. Jakarta: BPPT.
Islami T & Utomo. Hubungan Tanah, Air dan Tanaman. Semarang: IKIP Semarang
Press.
Joshi, S., Sheweta G., M. Sudhakara R. 2018. Influence of Nutrient Components of
Media on Structural Properties of Concrete During Biocementation.
Construction and Building Materials. Vol. 158: 601-6013.
Karol, R. H. 2003. Chemical Grouting and Soil Stabilization. Marcel Dekker: New
York.
Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.
King’ori, A. M. 2011. Review of the Factors That Influence Egg Fertility and
Hatchabilty in Poultry.pdf. International Journal of Poultry Science. Vol. 10:
483–492.
Kusuma M. N. & Yulfiah Y. 2018 Hubungan Porositas dengan Sifat Fisik Tanah
pada Infiltration Gallery. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan. 6:
43-50.
Lakshmidevi R. & Muthukumar K. 2010. Enzymatic Saccharification and
Fermentation of Paper and Pulp Industry Effluent for Biohydrogen
Pruduction. International Journal of Hydrogen Energy. Vol. 3 (35): 389-400.
Leary, J., & C. W. 1998. Bacillus. Laboratory Guide for Identification of Plant
Pathogenetic Bacteria (2nd ed.). St. Paul Minnesota: The American
Phytophatology Society.
Lidya B, Djenar N. S. 2000. Dasar bioproses. Jakarta: Direktoral Jendral
Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Liu, L., Liu, H., Xiao, Y., Chu, J., Xiao, P., & Wang, Y. 2017. Biocementation of
calcareous sand using soluble calcium derived from calcareous sand. Bull Eng
Geol Environ.
Mahawish, A., Bouazza A., & Gates W. P. 2018. Effect of Particle Size Distribution
on the Bio-cementation of Coarse Aggregates. Acta Geotechnical. Vol. 78 (8):
4002-4011.
Montoya B. M, D. J. 2015. Stress-strain behavior of sands cemented by microbially
induced calcite precipitation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental
Engineering. Vol. 6: 141.
Naemchan, K., S. Meejoo, W. Onreabroy, & Limsuan. 2008. Temperature Effect
49
on Chicken Egg Shell Investigated by XRD, TGA and FTIR. Advances
Materials Research. Vol. 55-57: 333-336.
No, H. K., Lee, S. H., Park, N. Y., & Meyers, S. P. 2003. Comparison of
Physicochemical, Binding, and Antibacterial Properties of Chitosans Prepared
without and with Deproteinization Process. Journal of Agricultural and Food
Chemistry. Vol. 51 (26): 7659–7663.
Paassen, L. A. Van, Harkes, M. P., Zwieten, G. A. Van, Zon, W. H. Van Der, Star,
W. R. L. Van Der, & Loosdrecht, M. C. M. Van. 2009. Scale up of BioGrout :
a biological ground reinforcement method Agrandissement de BioGrout :
méthode biologique pour la consolidation des sols: 2328–2333.
Phua, Y. J. & A. Royne. 2018. Bio-cementation Through Controlled Dissolution
and Recrystallization of Calcium Carbonate. Construction and Building
Materials. Vol. 167: 657-668.
Prasetio M. Y. A. 2011. Porositas dan Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir
Tailing Timbang Timah dan Pasir Besi. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
Priyakul, K. & Iamchaturapatr. 2013. Biocementation Through Microbial Calcium
Carbonate Precipitation. J Ind Technol. Vol. 9 (3): 195-218.
Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat. 1994. Laporan Akhir Survei dan Pemetraan
Sumber Daya Tanah Daerah Yogyakarta dan Sekitarnya Provinsi Daerah
Istimewa Yogyakarta Tingkat Semi Detail (Skala 1:50.000). Bogor: Pusat
Penelitian Tanah dan Agroklimat.
Rong, H. & Qian C. 2012. Characterization of Microbe Cementitious Materials.
Chinese Science Bulletin. Vol. 57 (11): 1333-1338.
Salle, K. M. 2015. Pemeriksaan Kekuatan Tanah dengan Mengguanakan Geotextil
Berlapis (Studi Kasus: Ring Road). Tekno. Vol. 13 (6): 33-42.
Setiano, T. E., Yuseph M., & Bambang S. 2017. Studi Pengaruh Mikrobateri
Terhadap Permeabilitas dan Kuat Geser Tanah Lempung dengan Variasi
Waktu Pemeraman. E-JournalMatriks Teknik Sipil. Vol (1) 1:280-288.
Shammas, N. K., & Wang, L. K., W. Z. 2009. Handbook of Enviromental
Engineering, Volume: Biological Treatment Processes. New York: Humana
Press.
Sidik W. S., Canakci H., Killic I. H., & Ceklic F. 2014. Applicability of
Biocementation for Organic Soil and its Effect on Permeability.
Geomechanics and Engineering. Vol. 7 (6): 649-663.
Smallman, R. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa (6th ed.). Jakarta:
Erlangga.
Soesanto, L. 2008. Pengantar Pengendalian Hayati Penyakit Tanaman, Suplemen
ke Gulma dan Nematoda. Purwokerto: Rajawali Pers.
Stevens, M. P. 2001. Kimia Polimer (1st ed.). Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
50
Sudaryono. 2001. Pengaruh Pemberian Bahan Pengkondisi Tanah Terhadap Sifat
Fisik dan Kimia Tanah pada Lahan Marginal Berpasir. Jurnal Teknologi
Lingkungan. Vol. 2 (1): 106-112.
Suharta & Prasetyo. 2008. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT Raja Grafindo
Persada.
Supriadi. 2006. Analisis risiko agens hayati untuk pengendalian patogen pada
tanaman. Jurnal Litbang Pertanian. Vol. 25 (3): 75–80.
Sutanto, R. 2005. Dasar – Dasar Ilmu Tanah, Konsep dan Kenyataan. Yogyakarta:
Kanisius.
Sutedjo M.M. & Kartasapoetra A.G. 2002. Pengantar Ilmu Tanah. Jakarta: Rineka
Cipta.y.
Sharaky, A., Naglaa S. M., Mohie E. E., & Nehad M. S. 2018. Application of
Microbial Biocementation to Improve the Physico-mechanical Properties of
Sandy Soil. Contruction and Building Material. Vol. 190: 861-869.
Tangboriboon, N., Kunanuruksapong R., & Sirivat A. 2012. Preparation and
Properties of Calcium Oxide From Eggshells Via Calcination. Materials
Science-Poland. Vol. 30 (4): 313-322.
Triana, A., Rima R. H., Aflakhur R., & Hanies A. 2018. Pengaruh Kalsium
Terhadap pH Tanah dalam Proses Biosementasi. Teknologi Lingkungan. Vol.
49 (7): 189-193.
Wang, Z., Nan Z., Jinhua D., Chen L., & Yong J. 2018. Eksperimental Study on
Wind Erosion Resistance and Strength of Sands Treated with Microbial-
Induced Calcium Carbonate Precipitation. Materials Science and Engineering.
Vol. 1 (1): 1-10.
Warsy, Sitti C., Waode R. 2016. Optimalisasi Kalsium Karbonat dari Cangkang
Telur untuk Produksi Pasta Komposit. Al-Kimia. Vol. 4 (2): 86-97.
Widyati, E. 2013. Pentingnya Keragaman Fungsional Organisme Tanah Terhadap
Produktivitas Lahan. Tekno Hutan Tanaman. Vol. 6 (1): 29-37.
Willey, J. M., Sherwood L. M., & Woolverton C. J. 2008. Prescott, Harley, and
Klein’s Microbiology. New york: McGraw Hill.
Yulfiah, Y., & Kusuma M. N. 2018. Hubungan Porositas dengan Sifat Fisik Tanah
pada Infiltration Gallery. Sains dan Teknologi Terapan. Vol 6. (1): 43-50.
Yuliani, E. 2015. Studi Efektivitas Perbaikan Struktur Tanah Berpasir dengan
Metode Bioclogging dan Biocementation. Teknik Pengairan. Vol. 6: 167–174.
Yulipriyanto, H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaannya Yogyakarta:
Graha Ilmu.
Yuwanta, T. 2010. Telur dan Kualitas Telur. Yogyakarta: Gajah Mada University
Press.
51
Yuwono, S.D., & Hadi S. 2008. Production of Lactic Acid from Onggok and Tofu
Liquid Waste with Concentrate Maguro Waste Supplement by Streptococcus
bovis. AUS J Basic Appl Sci. Vol. 2 (4): 939-942.
52
LAMPIRAN
Lampiran 1. Nilai absorbansi dan kurva kalibrasi Ca
Konsentrasi (mg/L) Absorbansi
0,1 0,0030
0,5 0,0098
1 0,0184
2 0,0310
5 0,0728
10 0,1535
20 0,296
30 0,4575
40 0,614
50 0,7675
Lampiran 2. Perhitungan kadar kalsium cangkang telur ayam
Konsentrasi Ulangan 1 = (0,6921 − 0,0005)
0,0153
= 45,2026 mg/L
y = 0,0153x + 0,0005
R² = 0,9998
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 10 20 30 40 50 60
Abso
rban
si
Konsentrasi (mg/L)
53
Konsentrasi Ulangan 2 = (0,6921 − 0,0005)
0,0153
= 45,2026 mg/L
Kadar Kalsium Sampel = Konsentrasi kalsium x Faktor pengenceran
= 45,2026 x 2500
= 113.006,5 mg/L
Sampel Ca = 5 g/25 mL
= 5000 mg/0,025 L
= 200000 mg/L
Kadar Ca (%) = 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐶𝑎 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑠𝑖𝑠
𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐶𝑎 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑥 100%
= 113.006,5 𝑚𝑔/𝐿
200000 𝑚𝑔/𝐿 𝑥 100%
= 56,5 %
55
Lampiran 4. Morfologi pasir dengan media air limbah tahu (urea 20) + CaO 35 g
perbesaran 65x, 150x, dan 500x