FITOREMEDIASI LOGAM BERAT (Cu, Cd, dan Ni) DARI
LIMBAH CAIR LABORATORIUM KIMIA OLEH KIAMBANG
(Salvinia molesta D. S. Mitchel)
Phytoremediation of Heavy Metals (Cu, Ni, and Cd) fromWastewater
Chemical Laboratory by Giant Salvinia (Salvinia molesta D. S.
Mitchel)
Oleh,
Ferry Wesdy Pappa
NIM : 652011018
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains
(Kimia)
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2016
1
FITOREMEDIASI LOGAM BERAT (Cu, Cd, dan Ni) DARI LIMBAH CAIR
LABORATORIUM KIMIA OLEH KIAMBANG (Salvinia molesta D. S. Mitchel)
Phytoremediation of Heavy Metals (Cu, Ni, and Cd) fromWastewater Chemical
Laboratory by Giant Salvinia (Salvinia molesta D. S. Mitchel)
Ferry Wesdy Pappa*, A. Ign. Kristijanto** , dan Sri Hartini**
*Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika
**Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
Jln. Diponegoro no 52-60 Salatiga50711 Jawa Tengah – Indonesia
The objectives of this study were: firstly, to determine the effectiveness of Copper (Cu),
Cadmium (Cd), and Nickel (Ni) absorption by various population densities of Giant
Salvinia (S.molesta). Secondly, to determine the optimum of Giant Salvinia population
densities on the Cu, Cd, and Ni absorption. Data were analyzed by Randomized
Completely Block Design (RCBD), 6 treatments and 4 replications. As the treatments
are various percentage surface area coverage of the bucket by giant salvinia, which are
: 0% (control, no salvinia), 12,5%, 25%, 37,5%, 50%, 62,5%, respectively. To test the
differences between treatment means, the Honestly Significant of Differences (HSD)
were used using 5% level of significant. The result of this study show that the
effectiveness of copper (Cu), cadmium (Cd), and nickel (Ni) absorption form chemical
laboratory wastewater is 48,5%(Cu), 51,53%(Cd), and 92,52%(Ni) occurred in 12 day
at 62,5% Giant Salvinia coverage.
Keywords :Chemichal Laboratory wastewater, Giant salvinia, Heavy metal.
1. PENDAHULUAN
1.1.LATAR BELAKANG MASALAH
Pencemaran lingkungan merupakan salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam
kehidupan di sekitar kita dan limbah merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya
pencemaran lingkungan. Salah satu jenis limbah berdasarkan sifat fisiknya adalah air
limbah yang merupakan gabungan cairan dan air yang mengandung limbah yang dapat
berasal dari perumahan, perkantoran, kawasan industri ataupun institusi kependidikan
(Widjajanti dkk. (2008) dalam Merdekaningsih, 2012).
Beberapa zat kimia berbahaya dan beracun yang mencemari lingkungan antara
lain logam berat, pestisida, bahan radioaktif, senyawa nitrat, nitrit, amoniak, dan lain-
lain (Viobeth dkk., 2012). Lebih lanjut menurut Suprihatin dan Nastiti (2010), jenis
2
logam berat yang umumnya terkandung dalam air limbah laboratorium kimia adalah
Hg, Cd, Cu, Ag, Ni, Pb, As, Pb, As, Cr, Sn, Zn, dan Mn.
Adanya kandungan logam berat dalam limbah laboratorium dapat dikurangi
dengan melakukan fitoremediasi yang merupakan penyerapan logam berat dengan
menggunakan tumbuhan (Suthersan, (1990) dalam Setyawan, 2012). Hasil penelitian
Hidayati dkk. (2009) menunjukkan tumbuhan kiambang (Salvinia molesta D.S.
Mitchel) dapat digunakan sebagai akumulator merkuri dari sawah yang tercemar limbah
penambangan emas, hal tersebut diperlihatkan dengan perlakuan penambahan Hg 10
ppm menghasilkan serapan Hg pada tumbuhan S. molesta sebanyak 15 gram meningkat
sebanyak 0,5 microg/g. Penelitian Viobeth dkk. (2012) menunjukkan bahwa tumbuhan
kiambang (S. molesta) menurunkan konsentrasi Timbel (Pb) sampai 0,182 mg/L dan
Nikel (Ni) mencapai 0,252 mg/L. Sedangkan penelitian Handayani dkk., (2013)
menunjukkan tumbuhan kiambang mampu menunrukan konsentrasi Cu dalam 1 ppm
sebanyak 97,87%. Lebih lanjut penelitian Fuad dkk., (2013) menunjukkan bahwa
kombinasi 10 gram S. molesta dan 10 gram Hydrilla verticillata mampu menurunkan
kadar Cu yang semula 20,13 mg/L menjadi 19,3 mg/L dalam waktu 14 hari.
Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini bertujuan :
1. Menentukan efektivitas daya serap S. molesta terhadap logam berat (Cu, Ni, dan Cd)
dari limbah cair Laboratorium Kimia.
2. Menentukan nisbah tutupan area S. molestayang optimal dalam penyerapan logam
berat (Cu, Ni, dan Cd) dari limbah Laboratorium Kimia.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Logam Berat Laboratorium Kimia
Menurut Suprihatin dan Nastiti (2010), jenis logam berat yang umumnya
terkandung dalam air limbah laboratorium kimia adalah Hg, Cd, Cu, Ag, Ni, Pb, As, Pb,
As, Cr, Sn, Zn, dan Mn. Logam berat seperti Pb, Cd, Cr dan Zn sangat berbahaya bagi
kehidupan karena sifatnya yang tidak dapat didegradasi. Kadmium (Cd) pada umumnya
terkandung sebagai agen pewarna atau stabilizer (Lama et al., 2004 dalam
Merdekaningsih, 2012). Hasil karakterisasi air limbah laboratorium kimia menggunakan
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) Perkin Elmer 3110disajikan dalam Tabel 1.
3
Tabel 1. Karakterisasi Awal Air Limbah Laboratorium Kimia sebagai Media Tanam.
Fitoremediasi
Menurut Pivetz (2001) Fitoremediasi atau yang sering disebut dengan green
remediation merupakan metode yang ramah lingkungan untuk mengabsorpsi
kandungan logam berat karena tidak menggunakan bahan kimiawi.
Fitoremediasi adalah upaya penggunaan tumbuhan dan bagian-bagiannya untuk
dekontaminasi limbah dan masalah-masalah pencemaran lingkungan baik secara secara
ex situ menggunakan kolam buatan atau reaktor maupun secara in situ pada tanah atau
daerah yang terkontaminasi limbah(Subroto 1996). Spesies tumbuhan yang digunakan
dalam fitoremediasi yaitu Populus nigra L., Salix alba L., jenis rumput-rumputan
(Secale cereale, Festuca sp., Scirulus sp.), kacang-kacangan (Medicago sativa dan
Vigna unguiculata) serta hiperakumulator logam berat (Helianthus annuus L., Brassica
juncea dan Thalapi spp.) (Schnoor 1997). Lebih lanjut menurut Hidayati dkk., (2005)
karakteristik tumbuhan hiperakumulator adalah: (i) Tahan terhadap unsur logam dalam
konsentrasi tinggi pada jaringan akar dan tajuk; (ii) Tingkat laju penyerapan unsur dari
tanah yang tinggi dibanding tumbuhan lain; (iii) Memiliki kemampuan mentranslokasi
dan mengakumulasi unsur logam dari akar ke tajuk dengan laju yang tinggi.
Secara alami tumbuhan memiliki beberapa keunggulan, yaitu: (i) Beberapa suku
tumbuhan memiliki sifat toleran dan hiperakumulator terhadap logam berat; (ii) Banyak
jenis tumbuhan dapat merombak polutan; (iii) Pelepasan tumbuhan yang telah
dimodifikasi secara genetik ke dalam suatu lingkungan relatif lebih dapat di konsentrasi
awal dibandingkan dengan mikrob; (iv) Tumbuhan memberikan nilai estetika; (v)
Dengan perakarannya yang dapat mencapai 100 x 106 km akar per ha, tumbuhan dapat
No. Jenis Logam Satuan AirLimbah
1 Cu ppm 3,890 2 Fe ppm 11,235 3 Cr ppm 3,620 4 Mn ppm 8,148 5 Al ppm 2,150 6 Zn ppm 18,240 7 Pb ppm 6,135 8 Cd ppm 4,340 9 Ni ppm 0,937 10 Hg ppm 0,265 11 As ppm 2,319 12 TSS mg/l 578,805
4
mengadakan kontak dengan bidang tanah yang sangat luas dan penetrasi akar yang
dalam; (vi) Dengan kemampuan fotosintesis, tumbuhan dapat menghasilkan energi yang
dapat dicurahkan selama proses detoksifikasi polutan; (vii) Asosiasi tumbuhan dengan
mikrob memberikan banyak nilai tambah dalam memperbaiki kesuburan tanah (Feller,
2000 dalam Aryani, 2006).
Tumbuhan Kiambang (Salvinia molesta D. S. Mitchell)
Kiambang (dari ki: pohon, tumbuhan, dan ambang: mengapung) adalah jenis
paku air yang hidup di daerah persawahan, waduk, rawa, atau danau (Irma dkk., 2012).
Jenis tumbuhan dari genus Salvinia (S.molesta, S. auricuclata dan S. cucullata) mampu
berperan sebagai bioakumulatorcontoh yang dapat ditunjukkan dalam penelitian
fitoremediasi oleh Viobeth dkk., (2012) menunjukkan bahwa tanaman kiambang (S.
molesta) menurunkan konsentrasi timbal (Pb) mencapai 0,182 mg/L dan nikel (Ni)
mencapai 0,252 mg/L. Sedangkan penelitian Handayani dkk.(2013) menunjukkan
tanaman kiambang mampu menurunkan konsentrasi Cu 1 ppm sebanyak 97,87%. Lebih
lanjut penelitian Fuad (2013) menunjukkan bahwa kombinasi 10 gram S. molesta dan
10 gram Hydrilla verticilata mampu menurunkan kadar Cu yang semula 20,13 mg/L
menjadi 19,3 mg/L dalam waktu 14 hari,sedangkan dengan menggunakan 150 gram H.
verticillata saja (tanpa kombinasi), dapat menurunkan kadar Cu yang semula 4,628
mg/L menjadi 2,106 mg/L, sebaliknya dengan menggunakan 250 gram S. molestasaja
(tanpa kombinasi), dapat menurunkan kadar Cu yang semula 4,628 mg/L menjadi 3,782
mg/L.
3. BAHAN DAN METODA
3.1.Bahan dan Piranti
TumbuhanS. molesta diperoleh dari persawahan di tepian jalan raya sekitar
Salatiga. Limbah cair diperoleh dari Laboratorium Kimia Fakultas Sains dan
Matematik UKSW dan merupakan limbah yang belum diolah.Bahan kimiawi yang
digunakan antara lain akuades, K2Cr2O7 (PA, E-Merck, Germany), Ag2SO4 (PA, E-
Merck, Germany), H2SO4 (PA, E-Merck, Germany), HgSO4 (PA, E-Merck,
Germany), FAS (Ferrous Amonium Sulfat) (PA, E-Merck, Germany) dan indikator
Feroin.
5
Piranti yang digunakan antara lain Spektrofotometer HACH DR/EL 2000, pH
meter HANNA Instrument 9812, Neraca Analitis (Mettler H80) dan Spektrofometer
Serapan Atom (SSA) Perkin Elmer 3110.
3.2. Metode Penelitian
Pemberian Perlakuan
Perlakuan berupa perbedaan nisbah luas area permukaan yang tertutup oleh S.
molesta yaitu: 0% (tanpa S. molesta); 12,5%; 25%; 37,5%; 50%; dan 62,5%.
Masing-masing tumbuhan S. molesta berdaun 3 pasang daun. Pengamatan dilakukan
selama 12 hari, dengan periode pengamatan setiap 3, 6, 9, dan 12 hari untuk
mengetahui penurunan logam berat dalam media tumbuh. Hari pertama S. molesta
ditimbang dalam cawan petri yang sudah diketahui bobotnya untuk mengetahui
bobot basah awal, pada hari ke dua belas S. molesta ditimbang dalam cawan petri
yang sudah diketahui bobotnya untuk mengetahui bobot basah akhir. Masing-
masing cawan dioven pada suhu 1050C selama 5 jam kemudian didinginkan dalam
desikator lalu ditimbang. Setelah itu dipanaskan kembali selama 1 jam, didinginkan
kembali dalam desikator kemudian ditimbang. Perlakuan ini diulangi sampai
tercapai bobot konstan (bobot kering).
Perhitungan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif (RGR – Mean Relative Growth
Rates) digunakan persamaan Hunt (Leblebici et al., 2009):
Keterangan: RGR = Rataan Relative Growth Rates
W2 = Massa akhir tumbuhan
W1 = Massa awal tumbuhan
t2-t1 = Lama waktu perlakuan
Penentuan Kadar Air (Sudarmadji dkk., 1997) dan Penentuan Bobot Kering
(APHA (1998) dalam Leblebici et al. 2009)
1 gram tumbuhan S. molesta ditimbang dalam cawan petri yang sudah diketahui
bobotnya. Masing-masing cawan dioven pada suhu 1050C selama 5 jam kemudian
didinginkan dalam desikator lalu ditimbang. Setelah itu dipanaskan kembali selama 1
jam, didinginkan kembali dalam desikator kemudian ditimbang. Perlakuan ini diulangi
sampai tercapai bobot konstan.
6
Keterangan: W1 = bobot sampel awal
W2 = bobot sampel akhir
Analisis COD (Alaerts dan Santika, 1987)
20 ml sampel air ditambahkan dengan 10 ml larutan K2Cr2O7 0,25 N dan 30 ml
Ag-H2SO4 serta 0,1 gram HgSO4 untuk menghilangkan kandungan klorin dalam
sampel. Larutan direfluks selama 60 menit kemudian kondensor dibilas dengan akuades
dan sampel didinginkan sampai mencapai suhu ruang. Sampel digenapkan sampai
volumenya 100 ml kemudian ditambahkan 2 tetes indikator ferroin dan dititrasi dengan
larutan FAS (Ferro Amonium Sulfat) 0,1 N.
Analisis Logam Berat dan Parameter Fisiko-Kimiawi Air Limbah
Analisis logam dalam tumbuhan S. molesta dan air limbah dilakukan dengan
Perkin Elmer AAS 3110,sedangkan pengukuran parameter fisiko-kimiawi dengan
metoda dan pirantinya disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Parameter Pendukung dan Piranti
Parameter Piranti
Fisikawi
DHL (Daya Hantar Listrik)
(µs/cm)
Conductivity meter (HANNA Instrument 9812)
TDS (Total Dissolved Solids) TDS meter (HANNA Instrument 9812)
(ppm)
Warna (PtCo) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000
(Iowa, USA)
Kekeruhan (FTU) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000
(Iowa, USA)
Kimiawi
pH pH meter (HANNA Instrument 9812)
Logam Berat (Cu,Ni, dan Cd) Perkin Elmer AAS 3110
7
Analisis Data
Data penyerapan logam berat dianalisis dengan Rancangan Acak Kelompok
(RAK),6 perlakuan dan 4 kali ulangan. Sebagai perlakuan adalah persen penutupan
permukaan oleh S. molesta berdaun 3 pasangdaun, yaitu 0%; 12,5%; 25%; 37,5%; 50%;
dan 62,5%, sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian purata antar
perlakuan digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan
5%(Steel and Torie, 1989).
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakterisasi Awal Tumbuhan Kiambang dan Air Limbah Laboratorium
Hasil karakterisasi dari Kiambang dan Air Limbah Laboratorium Kimia
disajikan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Karakterisasi Awal Serapan Logam Berat dalam Kiambang(S.
molesta)sebelum Perlakuan (Kadar Air 94,93%)
Dari Tabel 2 terlihat bahwa Kiambang(S. molesta)memiliki potensi sebagai
akumulator logam berat, hal ini ditunjukkan dengan adanya kandungan beberapa jenis
logam berat dalam gulma tersebut. Sedangkan hasil karakterisasi air limbah
laboratorium yang digunakan sebagai media tanam disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Karakterisasi Awal Air Limbah Laboratorium Kimia sebagai Media Tanam
Dari Tabel 3 terlihat bahwa air limbah Laboratorium Kimia mengandung logam berat
Cd, Cu, dan Ni berkisar antara 0,937 – 4,340 mg/l.
Logam Berat Kadar
(mg/kg)
Cd 0,115
Ni 0,028
Cu 0,105
Parameter Kadar
Fisikawi
TDS (ppm) 250
DHL (μS/cm) 520
Warna (PtCo) 47
Kekeruhan (FTU) 10
Kimiawi
pH 5,7
COD (ppm) 224
Cu (mg/l) 3,890
Ni (mg/l) 4,340
Cd (mg/l) 0,937
8
4.2 Penyerapan Cu (mg/l ± SE) Antar Berbagai Nisbah Tutupan Area Kiambang
(S. molesta) dalam Waktu 3-12 hari
Rataan Kadar Cu (mg/l ±SE) dari air limbah Laboratorium Kimia oleh berbagai
nisbah tutupan area Kiambang dalam waktu 3-12 hari berkisar antara 0,1603 ± 0,0159
mg/l sampai dengan 0,3163 ± 0,0009 mg/l (Tabel 4 dan Lampiran 1).
Tabel 4.Rataan Kadar Cu (mg/l ±SE) dari Air Limbah Laboratorium Kimia Antar
Berbagai Nisbah Tutupan Area (%) Kiambang (S. molesta) dalam Waktu 3-
12 hari
Waktu
(Hari)
Nisbah Tutupan Area (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
3
Purata 0,2383 0,2710 0,2843 0,2950 0,3128 0,3163
± SE ± 0,0015 ± 0,0024 ± 0,0021 ± 0,0007 ± 0,0012 ± 0,0009
W = 0,0076 a ab ab ab ab b
Purata 0,2353 0,2568 0,2718 0,2900 0,3063 0,3156
6 ± SE ± 0,0021 ± 0,0022 ± 0,0011 ± 0,0004 ± 0,0014 ± 0,0005
W = 0,0064 a b c d e f
9
Purata 0,2138 0,2445 0,2633 0,2818 0,2950 0,3130
± SE ± 0,0019 ± 0,0015 ± 0,0005 ± 0,0008 ± 0,0013 ± 0,0004
W = 0,0052 a b c d e f
12
Purata 0,1603 0,2255 0,2343 0,2660 0,2843 0,3113
± SE ± 0,0159 ± 0,0007 ± 0,0102 ± 0,0012 ± 0,0014 ± 0,0013
W = 0,0087 a b b c cd d Keterangan :- W = BNJ 5%
- Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan
tidak berbeda berbermakna, sedangkan angka-angka yang diikuti huruf yang
berbeda menunjukkan adanya beda nyata.Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel
6, 8 dan 10.
Dari Tabel 4 terlihat bahwa serapan Cu yang optimum oleh Kiambang dimulai
pada hari ke 3 sampai dengan hari ke 12 terjadi pada nisbah tutupan area 62,5%
(Gambar 1).
9
Gambar 1. Serapan Cu (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar Berbagai
Nisbah Tutupan AreaKiambang(S. molesta) pada hari ke 3 (a), hari ke 6
(b), hari ke 9 (c) dan hari ke 12 (d)
Hasil penelitian Fuad (2013) menunjukkan bahwa penyerapan Cu oleh
Kiambang (S. molesta) mampu menurunkan kadar Cu yang semula 4,628 mg/L menjadi
3,782 mg/L (18,2%) dalam waktu 14 hari. Sedangkan Kiambang(S. molesta) dalam
penelitian ini mampu menyerap Cu dari air limbah Laboratorium Kimia sebesar 48,5%
dalam waktu 12 hari. Temuan ini lebih besar dan lebih singkat waktunya dari pada
penelitian Fuad (2013). Ditelaah dari efek toksisitas Cu berada pada tingkat toksisitas
terbesar, merujuk Zayed (1998 dalam El Kheir at al., 2007) dengan urutan Cu > Se > Pb
> Cd > Ni > Cr. Kiambang (S. molesta) dalam penyerapannya tidak selektif namun
langsung menyerap logam berat yang berdaya toksik tinggi termasuk Cu.
Dari Tabel 4 terlihat bahwa nisbah tutupan area Kiambang (S. molesta) 62,5%
merupakan nisbah tutupan area yang optimal dalam penyerapan Cu khususnya pada hari
ke 12 dengan kisaran efektivitas serapan Cu sebesar 0,0780 – 0,1510 mg/l (24,70% -
48,5%). (Tabel 5)
Tabel 5. Efektivitas Daya Serap Cu oleh Kiambang (S. molesta) dari Air Limbah
Laboratorium Kimia pada kepadatan 62,5% dalam Waktu 3-12 hari
Waktu
(hari)
Konsentrasi
awal (mg/l)
Nisbah Tutupan
Area 62,5% (mg/l) Daya Serap
3 0,3163 0,2383 ± 0,0015
0,2353± 0,0021
0,2138 ± 0,0019
0,1603 ± 0,0159
0,0780 (24,7%)
6 0,3156 0,0803 (25,4%)
9 0,3130 0,0992 (31,7%)
12 0,3113 0,1510 (48,5%)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 25 50
Cu
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 25 50
Cu
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 25 50
Cu
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 25 50
Cu
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
(a) (b)
(c) (d)
10
0
0.2
0.4
0 25 50
Cd
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.2
0.4
0 25 50
Cd
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.2
0.4
0 25 50
Cd
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.2
0.4
0 25 50
Cd
(m
g/l)
Nisbah Tutupan Area (%)
4.3 Penyerapan Cd (mg/l ± SE) Antar Berbagai Nisbah Tutupan AreaKiambang(S.
molesta)dalam Waktu 3-12 hari
Rataan Kadar Cd (mg/l ±SE) dari air limbah Laboratorium Kimia oleh berbagai
nisbah tutupan areadalam waktu 3 - 12hari berkisar antara 0,1413 ± 0,0010 mg/l sampai
dengan 0,2975 ± 0,0016 mg/l(Tabel 6 dan Lampiran 2).
Tabel 6. Rataan Kadar Cd (mg/l ±SE) dari Air Limbah Laboratorium Kimia Antar
Berbagai Nisbah Tutupan Area (%) Kiambang (S. molesta) dalam Waktu 3 -
12hari
Waktu
(Hari)
Nisbah Tutupan Area (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
3
Purata 0,1850 0,2638 0,2140 0,2268 0,2448 0,2975
± SE ± 0,0007 ± 0,0015 ± 0,0007 ± 0,0026 ± 0,0009 ± 0,0016
W = 0,0071 a b c d e f
Purata 0,1735 0,1868 0,2068 0,2170 0,2348 0,2948
6 ± SE ± 0,0013 ± 0,0010 ± 0,0006 ± 0,0009 ± 0,0007 ± 0,0012
W = 0,0056 a b c d e f
9
Purata 0,1560 0,1743 0,1953 0,2043 0,2248 0,2933
± SE ± 0,0005 ± 0,0014 ± 0,0013 ± 0,0010 ± 0,0013 ± 0,0015
W = 0,0246 a b c d e f
12
Purata 0,1413 0,1575 0,1763 0,1865 0,2138 0,2915
± SE ± 0,0010 ± 0,0014 ± 0,0013 ± 0,0014 ± 0,0021 ± 0,0009
W = 0,0061 a b c d e f
Dari Tabel 6 terlihat bahwa penyerapan Cd optimal oleh Kiambang terjadi pada
nisbah tutupan area 62,5% dalam waktu 3 – 12 hari (Gambar 2).
Gambar 2. Rataan Kadar Cd (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar
Berbagai Nisbah Tutupan Area Kiambang(S. molesta) pada hari ke 3 (a),
hari ke 6 (b) hari ke 9 (c) dan hari ke 12 (d)
(a) (b)
(c) (d)
11
Hasil penelitian Suryati (2003) menyatakan bahwa penyerapan Cd oleh
Kayambang (S. cucullata) (jenis berbeda) mampu secara optimal mengakumulasi Cd
dari 1,431 mg hingga mencapai 31,11% dalam waktu 10 hari. Kiambang (S. molesta)
dalam penelitian ini mampu menyerap Cd 46,81% dalam waktu 9 hari lebih besar dari
Kayambang (S.cucullata) hasil penelitian Suryati (2003)
Dari Tabel 6 terlihat bahwa nisbah tutupan area Kiambang (S. molesta) 62,5%
merupakan nisbah tutupan area yang optimal dalam penyerapan Cd khususnya pada hari
ke 12 dengan kisaran efektivitas serapan Cd sebesar 0,1125 – 0,1502 mg/l (37,82% -
51,53%). (Tabel 7)
Tabel 7. Efektivitas Daya Serap Cd oleh Kiambang(S. molesta) dari Air Limbah
Laboratorium Kimiapada Kepadatan 62,5% dalam Waktu 3-12 hari
Waktu
(hari)
Konsentrasi
awal (mg/l)
Nisbah Tutupan Area
62,5% (mg/l) Daya Serap
3 0,2975 0,1850± 0,0007
0,1735 ± 0,0013
0,1560 ± 0,0005
0,1413± 0,0010
0,1125 (37,82%)
6 0,2948 0,1213 (41,12%)
9 0,2933 0,1373 (46,81%)
12 0,2915 0,1502 (51,53%)
4.4 Penyerapan Ni (mg/l ± SE) Antar Berbagai Nisbah Tutupan AreaKiambang(S.
molesta)dalam Waktu 3-12 hari
Rataan KadarNi (mg/l ±SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam waktu 3 -
12hari berkisar antara 0,0120± 0,0007 mg/l sampai dengan 0,1660 ± 0,0009 mg/l
(Tabel 8 dan Lampiran 3).
12
Tabel 8. Rataan KadarNi (mg/l ±SE) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar
Berbagai Nisbah Tutupan Area (%) Kiambang (S. molesta) dalam Waktu 3 -
12hari
Waktu
(Hari)
Nisbah Tutupan Area (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
3
Purata 0,0340 0,0455 0,0730 0,0933 0,1243 0,1660
± SE ± 0,0006 ± 0,0010 ± 0,0021 ± 0,0008 ± 0,0011 ± 0,0009
W = 0,0403 a a ab bc e d
Purata 0,0286 0,0400 0,0655 0,0910 0,1215 0,1645
6 ± SE ± 0,0011 ± 0,0007 ± 0,0016 ± 0,0004 ± 0,0010 ± 0,0007
W = 0,0010 a b c d e f
9
Purata 0,0213 0,0360 0,0538 0,0843 0,1338 0,1620
± SE ± 0,0009 ± 0,0009 ± 0,0009 ± 0,0013 ± 0,0012 ± 0,0004
W = 0,0047 a b c d e f
12
Purata 0,0120 0,0215 0,0443 0,0695 0,1068 0,1605
± SE ± 0,0007 ± 0,0010 ± 0,0017 ± 0,0012 ± 0,0031 ± 0,0013
W = 0,0091 a b c d e f
Dari Tabel 8 terlihat bahwa serapan Ni optimal oleh Kiambang terjadi mulai
pada hari ke 3 pada nisbah tutupan area 50%, sedangkan pada hari ke 6 sampai dengan
12 terjadi pada nisbah tutupan area 62,5%(Gambar 3).
Gambar 3. Rataan KadarNi (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar Berbagai
Nisbah Tutupan Area Kiambang(S. molesta) pada hari ke 3 (a), hari ke 6
(b), hari ke 9 (c) dan hari ke 12 (d)
(a) (b)
(c) (d)
0
0.1
0.2
0 25 50
Ni (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.1
0.2
0 25 50
Ni (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.1
0.2
0 25 50
Ni (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
0.1
0.2
0 25 50
Ni (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
13
Menurut Rahmansyah (2009,dalam Viobeth, 2012) S. molesta memiliki tingkat
ketahanan hidup(survival) tinggi pada media yang terkontaminasi. Dalam hasil
penelitian tersebut juga menyatakan bahwa tanaman kiambang menurunkan konsentrasi
Ni 3 mg/L hingga 0,252 mg/L (91,60%) dalam waktu 12 hari. Sedangkan Kiambang (S.
molesta) dalam penelitian ini mampu menyerap Ni dari air limbah Laboratorium Kimia
sebesar 92,52% dalam dalam waktu 12 hari kurang lebih sama dengan penelitian
Viobeth (2012).
Dari Tabel 8 terlihat bahwa nisbah tutupan area optimal dalam penyerapan Ni
dari air limbah laboratorium kimia adalah 50% dalam waktu 3 hari dan 62,5% pada hari
ke 6-12. Efektivitas daya serap Ni(%) oleh Kiambangdari air limbah laboratorium kimia
dalam waktu 3-12 hari berkisar antara 79,52% - 95,52% (Tabel 9).
Tabel 9. Efektivitas Daya Serap Ni oleh Kiambang(S. molesta) dari Air Limbah
Laboratorium Kimia dalam Waktu 3-12 hari
Waktu
(hari)
Konsentrasi
awal (mg/l)
Daya Serap
(mg/l)
Nisbah
Tutupan
Area(%)
Efektivitas
Daya Serap
3 0,1660 0,0455 50 0,1205 (72,59%)
6 0,1645 0,0286 62,5 0,1359 (82,61%)
9 0,1620 0,0213 62,5 0,1407 (86,85%)
12 0,1605 0,0120 62,5 0,1485 (92,52%)
4.5 Rataan COD (Chemical Oxygen Demand) (mg/l ± SE) Antar Berbagai Nisbah
Tutupan Area Kiambang (S. molesta) dalam waktu 3-12 Hari
Rataan Kadar COD (mg/l ±SE) dari air limbah Laboratorium Kimia dalam
waktu 3-12 hari berkisar antara 226 ± 2,0 mg/l sampai dengan 54 ± 3,83 mg/l (Tabel
10).
14
Tabel 10.Rataan Kadar COD (mg/l ±SE) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar
Berbagai Nisbah Tutupan Area (%) Kiambang (S. molesta) dalam waktu 3 –
12 hari
Waktu
(Hari)
Nisbah Tutupan Area (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
3
Purata 124 168 204 206 208 226
± SE ± 2,31 ± 7,30 ± 7,66 ± 5,03 ± 5,66 ± 2,0
W = 21,86 a b c cd cd d
Purata 116 126 168 180 210 220
6 ± SE ± 2,31 ± 2,0 ± 12,65 ± 6,93 ± 2,0 ± 2,31
W = 25,29 a b c c d d
9
Purata 86 106 140 174 194 222
± SE ± 3,83 ± 3,83 ± 5,16 ± 6,0 ± 3,83 ± 2,0
W = 19,95 a b c d e f
12
Purata 54 84 124 162 192 218
± SE ± 3,83 ± 5,16 ± 5,16 ± 8,87 ± 3,27 ± 2,0
W = 17,64 a b c d e f
Dari Tabel 10 terlihat bahwa serapan COD oleh Kiambang di mulai pada hari
ke 3 sampai dengan hari ke 12 terjadi pada nisbah tutupan area 62,5% (Gambar 4).
Gambar 4. Serapan COD (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar Berbagai
Nisbah Tutupan AreaKiambang (S. molesta) pada hari ke 3 (a), hari ke 6
(b), hari ke 9 (c) dan hari ke 12 (d)
Dari Gambar 4 terlihat bahwa serapan optimal COD terjadi pada nisbah tutupan
areaKiambang 62,5% pada hari ke 3 -12. Efektivitas daya serap COD (%) oleh
Kiambangdari air limbah Laboratorium Kimiaberkisar antara 45,13% - 75,23% dalam
waktu 3-12 hari (Tabel 5).
0
100
200
300
0 12.5 25 37.5 50 62.5
CO
D (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
(a) (b)
(c) (d)
0
100
200
300
0 12.5 25 37.5 50 62.5
CO
D (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
100
200
300
0 12.5 25 37.5 50 62.5
CO
D (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
0
100
200
300
0 12.5 25 37.5 50 62.5
CO
D (
mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
15
0
0.02
0.04
0.06
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 12.5 25 37.5 50 62.5
R
G
R
Sera
pan
Lo
gam
Be
rat
(mg/
l)
Nisbah Tutupan Area (%)
Cu
Cd
Ni
RGR Bobot Kering
RGR Bobot Basah
Tabel 5. Efektivitas Daya Serap COD oleh Kiambang (S. molesta) dari Air Limbah
Laboratorium Kimia pada Nisbah Tutupan Area 62,5% dalam Waktu 3-12
hari
Waktu
(hari)
Konsentrasi
awal(mg/l)
Nisbah Tutupan Area
62,5% (mg/l) Daya Serap
3 226 124
116
86
54
102(45,13%)
6 220 104 (47,27%)
9 222 136 (61,26%)
12 218 164 (75,23%)
Dari Tabel 5 terlihat bahwa efektivitas serapan COD oleh Kiambang secara
optimal terjadi pada hari ke 12 sebesar 75,23%. Nilai kandungan COD menurut
PPNo.82 tahun 2001 tentang pengelolaankualitas air dan pengendalian pencemaranair
berkisar antara 10 – 100 mg/l (Nurhidayati, 2014). Berdasarkan nilai COD terlihat
bahwa COD limbah Laboratorium Kimia telah memenuhi persyaratan bakumutu
kualitas air dan pengendalian pencemaran air menurut PP No.82 tahun 2001 dalam
waktu serapan setelah 6 hari.
4.6 Rataan Kadar Logam Cu, Mn dan Ni dengan Pertumbuhan S.
molestaBerdasarkan RataanRelative Growth Rates (RGR) Jumlah Bobot
Basah dan Bobot Kering antar Berbagai Nisbah Tutupan Areadalam waktu12
Hari
Pola serapan Cu, Cd, dan Niantar berbagai nisbah tutupan areaKiambang (S.
molesta) ditinjau dari rataan RGR bobot basah dan bobot kering S. molestadalam waktu
12 hari menunjukkan pola yang sama (Gambar 5).
Gambar 5. Kadar Logam Berat dari Air Limbah Laboratorium Kimia dan Pertumbuhan
Kiambang (S. molesta) Berdasarkan Relative Growth Rates (RGR) Bobot Basah
dan Bobot Kering antar Berbagai Nisbah Tutupan Area Kiambang (S. molesta)
pada hari ke 12
16
Dari Gambar 5 terlihat bahwarataan RGR kiambang bobot basah dan bobot
kering mengikuti pola serapan Cu, Cd dan Ni yaitu pada nisbah tutupan areakiambang
62,5% maka akumulasi logam Cu, Cd dan Ni juga akan menurun mencapai minimum.
Lebih lanjut dari Gambar 5 terlihat bahwa Ni merupakan mikronutrien
sehingga Kiambang mengakumulasi logam Ni lebih banyak (Tabel 9). Hasil penelitian
Liu, G et al. (2011) dalam nutrisi nikel oleh tumbuhan menunjukkan bahwa serapan
nikel dalam aktivitas yang tinggi dapat menyerap hingga 1,8 ppm ion Ni2+
kemudian
mentransportasi keseluruh bagian tumbuhan menjadi asam organik atau asam amino
yang diperlukan untuk pertumbuhan. Namun penyerapan nikel yang berlebihan
mengakibatkan daun tumbuhan berwarna kuning.
Adanya tingkat toksisitas tinggi dari logam berat memaksa Kiambang untuk
melakukan fitokelatin atau menghasilkan protein dalam keadaan logam berat yang
tinggi sebagai kelangsungan hidup Kiambang. Salah satu respon tumbuhan terhadap Cd
adalah sintesis peptida fitokelatin atau turunannya secara enzimatis dari glutation (Sofia,
2007). Namun serapan logam Cd secara berkala akan merusak struktur dinding sel dan
menghambat aktivitas enzim nitrat reduktase dipucuk-pucuk tumbuhan (Pilon-Smits,
2005). Lebih lanjut penelitian Yruela (2005) menunjukkan bahwa ion Cu2+
bertindak
sebagai kofaktor dalam berbagai enzim seperti super Oksida dismutase (SOD), sitokrom
oksidase, amino oksidase, lakase, plastosianin, dan polifenol oksidase. Namun diatas
batas normal ion Cu akan mengkatalisasi produksi hidroksil (-OH) yang bersifat racun
bagi tumbuhan.
5. KESIMPULAN
1. Efektivitas daya serap Kiambang (S. molesta)terhadap kandungan logam berat
(Cu, Cd, dan Ni) dari limbah cair Laboratorium Kimia dalam waktu 12 hari
adalahsebagai berikut : Cu 48,5%, Cd 51,53% danNi92,52%.
2. Nisbah tutupan area optimal dalam penyerapan Cu, Cd, dan Niberlangsung
dalam nisbah tutupan areaKiambang (S. molesta) 62,5%.
17
DAFTAR PUSTAKA
Alaerts, G. dan S.S Santika. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional.
APA Pivetz, B.E. 2001. Phytoremediation of contamined soil and ground water at
hazardous waste sites. USEPA Washongton, D. C.
Aryani, Arie (2006). Uji Toksisitas Hasil Remediasi Lumpur Minyak Terhadap
Tumbuhan Bunga Matahari(Helianthus annuus L.). Skripsi. Fakultas Perikanan
dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
El-Kheir, Wafaa Abou, F. A. El-Nour, T. Tawfik, and D Hammand. 2007. Assessment
of the efficiency of duckweed (Lemna gibba) in wastewater treatment.
International Journal of Agriculture and Biology Vol 9 No 5.
Fuad, M., Aunurohim Tsabitul,dan T Nurhidayati. 2013. Efektivitas Kombinasi Salvinia
molesta dengan Hydrilla vercillata dalam Remediasi Logam Cu pada Limbah
Elektroplating. Jurnal Sains dan Seni POMITS. ITS, Surabaya
Handayani, Ika., Elly Setyowati, dan Agus M. Santoso. 2013. Efisiensi Fitoremediasi
pada Air Terkontaminasi Cu Menggunakan Salvinia molesta D. S. Mitchel.
Skripsi. Fakultas Biologi, Universitas Nusantara PGRI Kediri, Kediri.
Hidayati, Nuril,F.Syarif, dan T.Juhaeti, 2009. Pemanfaatan Salvinia molesta D. S.
Mitchell, Akumulator Merkuri Di Sawah Tercemar Limbah Penambangan Emas.
Jurnal tek. lingkungan.
Irma, Farida Fathul, dan Yusuf Widodo. Identifikasi Kandungan mineral (Na, K, Cl, S)
Tumbuhan Air Kiambang (Salvinia molesta) di Waduk Tegi Kecamatan Air
Naningan Kabupaten Tanggamus. Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian.
Universitas Lampung, Lampung
Leblebici, Z., A. Aksoy, and F. Duman. 2009. Influence of Salinity on The Growth and
Heavy Metal Accumulation Capacity of Spirodela polyrrhiza (Lemnaceae). Turk
J Biol 35, 215-220
Liu, G., Simonne, E. H., & Li, Y. 2011. Nickel Nutrition in Plants.The Institute of Food
and Agricultural Sciences (IFAS), Florida.
Merdekaningsih, M. D. (2013). Gulma mata ikan (Lemna perpusilla L.) Sebagai Agen
Penyerap Logam Berat (Cu, Cd, Mn dan Fe) dari Limbah Cair Laboratorium
Kimia. Skripsi. Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya
Wacana, Salatiga.
18
Nurhidayah, Nurhidayah, Dini Sofarini, and Yunandar Yunandar. "Fitoremediasi
Tumbuhan Air Kiambang (Salvinia molesta) Purun Tikus (Eleocharis dulcis) dan
Perupuk (Phragmites karka) Sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Cair Karet."
ENVIROSCIENTEAE 10.1 (2014): 18-26.
Pilon-Smits, E. 2005. Phytoremediation. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 15-39.
Ray, S. and M.K Ray. 2009. Bioremediation of Heavy Metal Toxicity-with Special
Reference to Chromium. Al Ameen J Med Sci Vol.2, 57-63.
Setyawan D.Y, 2012. Pengaruh Nisbah Tutupan Area Gulma Mata Ikan ( Lemna minor
L.) Terhadap Penyerapan Logam Timbel [Pb] dan Seng [Zn] dari Air Limbah
Tekstil. Skripsi. Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya
Wacana, Salatiga.
Sofia, D. 2008. Respon Tanaman Kedelai (Glycine Max (L.) Merril) Pada Tanah
Masam. Universitas Sumatra Utara, Medan.
Steel, R.G.D. and J. H. Torie, 1981. Principle and Procedures of Statistic A Biometrical
Approach, 2nd
ed. Mc Grow-Hill International. Book Co, Kuga Kusha, Japan.
Subroto MA. 1996. Fitoremediasi. Prosiding Pelatihan dan Lokakarya Peranan
Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan. Cibinong: LIPI/BPPT/HSF. hlm
52-69
Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan
Makanan dan Pertanian. Liberty,Yogyakarta.
Suprihatin dan Nastiti S.W. 2010. Penyisihan Logam Berat dari Limbah Cair
Laboratorium dengan Metode Presipitasi dan Adsorpsi. Makara, Sains Vol. 14
No. 1 2010:44-50.
Suryati, Tuti dan Budhi Priyati. 2003. Eliminasi Logam Berat Kadmium dalam Air
Limbah Menggunakan Tanaman Air.J.Tek.Ling,P3TL-BPPT.4(3): 143-147
Viobeth, B. R., Sri S., dan Endro Sutrisno (2012). Fitoremediasi Limbah Mengandung
Timbal (Pb) dan Nikel (Ni) Menggunakan Tumbuhan Kiambang (Salvinia
molesta). Jurnal Sains. UNDIP, Semarang
Widjajanti E, Haryanto Lilik V, Marwati Siti, 2008, Rancang Bangun Instalasi Pengolah
Limbah Cair Industri Electroplating, Laporan Pengabdianpada Masyarakat.
Yruela, Inmaculada. 2005. Copper in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology,
17(1), 145-156.