fitoremediasi logam berat (cu, cd, dan ni) dari limbah

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

[email protected]

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

mailto:[email protected]

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)


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 25 50

Cu

(m

g/l)


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 25 50

Cu

(m

g/l)


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 25 50

Cu

(m

g/l)


(a) (b)

(c) (d)

10

0

0.2

0.4

0 25 50

Cd

(m

g/l)


0

0.2

0.4

0 25 50

Cd

(m

g/l)


0

0.2

0.4

0 25 50

Cd

(m

g/l)


0

0.2

0.4

0 25 50

Cd

(m

g/l)


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)


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)


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


(a) (b)

(c) (d)

0

0.1

0.2

0 25 50

Ni (

mg/

l)


0

0.1

0.2

0 25 50

Ni (

mg/

l)


0

0.1

0.2

0 25 50

Ni (

mg/

l)


0

0.1

0.2

0 25 50

Ni (

mg/

l)


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)


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


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)


(a) (b)

(c) (d)

0

100

200

300

0 12.5 25 37.5 50 62.5

CO

D (

mg/

l)


0

100

200

300

0 12.5 25 37.5 50 62.5

CO

D (

mg/

l)


0

100

200

300

0 12.5 25 37.5 50 62.5

CO

D (

mg/

l)


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)


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.

fitoremediasi logam berat (cu, cd, dan ni) dari limbah

Documents