Kajian Penyisihan Tembaga Dalam Perairan Tercemar Menggunakan Biochar-Filled Wetland

Sitepu, Radiah Sida (2026) Kajian Penyisihan Tembaga Dalam Perairan Tercemar Menggunakan Biochar-Filled Wetland. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6014231008_Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (19MB) | Request a copy

Abstract

Kontaminasi tembaga dari kegiatan antropogenik memberikan dampak negatif terhadap kualitas air dan pertanian, dengan kasus-kasus terdokumentasi menunjukkan berkurangnya hasil panen dan kerugian ekonomi. Studi terdahulu mengidentfikasi media konvensional pada constructed wetland (CW) menunjukkan fluktuasi efisiensi penyisihan logam yang tidak stabil. Penggunaan biochar dari tempurung kelapa sebagai alternatif media tidak hanya berkontribusi dalam manajemen limbah dan sekuestrasi karbon, tetapi berpotensi meningkatkan adsorpsi dan stabilitas penyisihan CW, melalui luas permukaan yang tinggi, distribusi pori dan gugus fungsional yang beragam. Penelitian ini mengeksplorasi efisiensi penyisihan melalui kajian kombinasi posisi lapisan biochar (di atas dan di bawah) dan perlakuan biochar (tidak diaktivasi dan aktivasi kimia) terhadap penyisihan tembaga di perairan. Penelitian dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan (propagasi dan observasi pertumbuhan tanaman serta range finding test) dan penelitian utama yang berlangsung selama 14 hari dalam sistem batch pada reaktor vertikal dengan ukuran 19 x 19 x 29 cm, untuk mensimulasikan sistem vertical flow constructed wetland (VFCW) dengan Vetiver zizanioides. Pengukuran konsentrasi Cu dilakukan sebanyak 5 kali (0, 3, 6, 10 dan 14 hari) untuk mengobservasi tren penyisihan. Selain itu dilakukan pengukuran pH, ORP dan DO sebagai parameter pendukung. Hasil range finding test mengindikasikan bahwa tanaman Vetiver dapat mentolerir konsentrasi tembaga hingga 100 mg/L, dimana di atas konsentrasi tersebut, tanaman mengalami kematian dan gejala toksisitas. Studi mengobservasi penyisihan Cu tertinggi terdapat pada reaktor pasir-Vetiver dengan waktu tinggal kurang dari 1 jam, mengkonfirmasi kemampuan sistem yang sudah baik tanpa integrasi biochar. Baik biochar, pasir, Vetiver sebagai satu individu maupun sebagai suatu sistem yang terintegrasi mampu menyisihkan logam Cu dengan persentase lebih besar dari 90 %. Berdasarkan literatur diobservasi, penempatan lapisan biochar di bawah cenderung memiliki persentase penyisihan yang lebih baik, dengan kemampuan retensi logam serta penjerapan presipitat pada lapisan atas serta kondisi morfologi tanaman yang lebih baik, bila dibandingkan penempatan di atas. Sementara pada perlakuan aktivasi, biochar tanpa aktivasi menyisihkan logam Cu yang lebih baik oleh persentase kandungan mineral yang lebih tinggi. Lebih lanjut, dominansi mekanisme yang bekerja dalam sistem biochar-filled wetland merupakan mekanisme abiotik.
=================================================================================================================================
Copper contamination due to anthropogenic activities negatively impacts water quality and agriculture, with documented cases showing reduced crop yields and economic losses. Previous studies highlight that conventional fillers in constructed wetlands exhibit unstable metal removal efficiency fluctuations. Utilization of coconut shell biomass as biochar for CW alternative filtrate, not only contributing as waste management and carbon sequestration, biochar holds the potential to enhance adsorption and removal stability in CW due to its high surface area, diverse pore distribution and functional groups. This study explore Cu removal efficiency by examining the combined effects of filler layer position (upper and lower) and biochar type (pristine and KOH activation) on copper remediation in aquatic environments. The research was conducted in 2 stages : preliminary studies (plant propagation and range finding test) and the main study, which lasted 14 days in batch system with vertical reactor dimension 19 x 19 x 29 cm, to simulate vertical flow constructed wetland (VFCW) with Vetiveria zizanioides. Copper concentration in this study was measured 5 times (0, 3, 6, 10 and 14 days) to observe removal tren. The pH, ORP and DO of water was measured as well as contextual variables. Range finding test results indicated Vetiveria could tolerate a maximum copper concentration of 100 mg/L; concentration above this level show toxicity symptons and plant mortality. The study oberved the highest Cu removal in the sand-Vetiver reactor, achieved within a retention time of less than 1 hours, highlighting the system’s effectiveness even without biochar integration. Both individual components (biochar, sand, Vetiver) and integrated systems consistently achieved over 90 % Cu removal. Based on literature, the placement of the biochar layer at the bottom tends to result in better removal percentages, superior metal retention, and precipitation capture in the upper layers, alongside improved plant morphological conditions, compared to top placement. Furthermore, in activation treatments, unactivated biochar demonstrated better Cu removal, likely due to higher percentage of mineral content that might be reduced during activation process. The dominance of various mechanisms was further observed is abiotic mechanisme.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Aktivasi biochar, Constructed wetland, Media, Vetivera zizanioides,Biochar Activation, Constructed wetland, Media, Vetivera zizanioides
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD430 Water--Purification.
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Environmental Engineering > 25101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Radiah Sida Sitepu
Date Deposited:	23 Jan 2026 06:43
Last Modified:	23 Jan 2026 06:46
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/130221

Actions (login required)

View Item