Electronic Theses and Dissertation

Indonesia memiliki sumber daya air melimpah yang dapat dimanfaatkan untuk kehidupan sehari-hari, seperti keperluan rumah tangga, industri, pertanian dan lainnya. seiring dengan meningkatnya aktivitas dan kebutuhan masyarakat, maka potensi pencemaran sumber air akan meningkat akibat limbah industri, pertanian, dan rumah tangga. hal ini dapat menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia, ekosistem, serta sektor ekonomi. untuk memantau kualitas air yang ada, dibutuhkan metode yang efektif dan efisien. metode pengujian kualitas air konvensional membutuhkan waktu lama dan modal besar. salah satu solusi potensial adalah penggunaan microbial fuel cell (mfc) sebagai biosensor dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik dan menghasilkan listrik. mfc dinilai lebih cepat, hemat biaya, ramah lingkungan, dan dapat dioperasikan secara mandiri, menjadikannya alternatif efektif untuk pemantauan kualitas air. penelitian ini bertujuan untuk untuk mengetahui bagaimana hubungan total muatan yang dihasilkan oleh mfc dan konsentrasi bod pada air sehingga dapat menjadi biosensor untuk mendeteksi keberadaan polutan air. pada penelitian ini digunakan 2 buah reaktor mfc. mfc yang digunakan pada penelitian ini bertipe single-chamber dan terdiri dari anoda grafit silinder, katoda grafit plat, jembatan garam dan rangkaian kabel yang dilengkapi resistor (1000Ω saat inokulasi, 100Ω saat pengukuran sampel). inokulasi anoda dilakukan dengan starter bakteri dari tanah tpa gampong jawa. sampel diambil dari air sumur, pdam, sungai krueng aceh, dan larutan sodium asetat dengan konsentrasi bod 1,6; 4,6; 7,6 mg/l. eksperimen dijalankan di laboratorium dengan menginokulasi chamber selama 16 hari. kemudian chamber dibilas dan dilakukan pengukuran sampel sampai tegangan turun ≤ 2 mv, serta pengukuran suhu, ph, dan bod sesuai sni. hasil menunjukkan pola tegangan-waktu yang berbeda antar mfc: satu reaktor menampilkan dua puncak degradasi (fase cepat diikuti fase lambat), sedangkan reaktor lain hanya menunjukkan satu puncak utama. tegangan puncak tercatat sekitar 132,2 mv dan 159,6 mv pada masing-masing mfc. perhitungan total muatan (q) yang mengalir pada resistor eksternal menunjukkan hubungan linier yang kuat dengan konsentrasi bod pada sampel sodium asetat. untuk mfc1 diperoleh persamaan kalibrasi bod= ((q+11,98))⁄25,238 (r² = 0,86) dan untuk mfc2 bod= ((q+45,005))⁄48,863 (r² = 0,94). hasil ini menandakan bahwa mfc mampu memperkirakan bod dengan baik pada rentang data pada penelitian ini.

Indonesia has abundant water resources that can be utilized for daily life, such as household, industrial, agricultural, and other purposes. As community activities and needs increase, the potential for water source pollution due to industrial, agricultural, and household waste increases. This can pose a threat to human health, ecosystems, and the economic sector. Monitoring water quality requires effective and efficient methods. Conventional water quality testing methods are time-consuming and require significant investment. One potential solution is the use of Microbial Fuel Cells (MFCs) as biosensors, harnessing the activity of microorganisms to decompose organic matter and generate electricity. MFCs are considered fast, cost-effective, environmentally friendly, and can be operated independently, making them an effective alternative for water quality monitoring. This study aims to determine the relationship between the total charge produced by an MFC and the BOD concentration in water, thus enabling it to act as a biosensor for detecting the presence of water pollutants. Two MFC reactors were used in this study. The MFC used in this study was a single-chamber type and consisted of a cylindrical graphite anode, a flat graphite cathode, a salt bridge, and a cable assembly equipped with a resistor (1000Ω during inoculation, 100Ω during sample measurement). Anode inoculation was carried out with a bacterial starter from the Gampong Jawa landfill soil. Samples were taken from well water, PDAM, the Krueng Aceh River, and sodium acetate solution with BOD concentrations of 1.6; 4.6; and 7.6 mg/L. The experiment was carried out in the laboratory by inoculating the chamber for 16 days. Then, the chamber was rinsed and sample measurements were carried out until the voltage dropped ≤ 2 mV, as well as temperature, pH, and BOD measurements according to SNI. The results showed different voltage-time patterns between MFCs: one reactor displayed two degradation peaks (a fast phase followed by a slow phase), while the other reactor showed only one main peak. The peak voltages recorded were approximately 132.2 mV and 159.6 mV for each MFC, respectively. Calculation of the total charge (Q) flowing through the external resistor shows a strong linear relationship with the BOD concentration in the sodium acetate sample. For MFC1, the calibration equation obtained was BOD= ((Q+11.98))⁄25.238 (R² = 0.86) and for MFC2 BOD= ((Q+45.005))⁄48.863 (R² = 0.94). These results indicate that the MFC is able to estimate BOD well in the data range in this study.