gulma mata ikan (lemna perpusilla l.) sebagai agen...

1

GULMA MATA IKAN (Lemna perpusilla L.) SEBAGAI AGEN PENYERAP

LOGAM BERAT (Cu, Cd, Mn dan Fe) DALAM LIMBAH CAIR

LABORATORIUM KIMIA

Duckweed (Lemna perpusilla L.) as Heavy Metals (Mn, Cd, Cu and Fe) Absorbant

Agent of Chemical Laboratory Wastewater

Maria Dwi Merdekaningsih*, 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 are: Firstly, to determine the effectiveness

absorption of Copper (Cu), Cadmium (Cd), Manganese (Mn), and Iron (Fe) from

laboratory wastewater by various duckweed (Lemna perpusilla L.) population densities.

Secondly, to determine the optimum of duckweeds population densities in the absorption

of Cu, Cd, Mn and Fe. Heavy metal content and physic-chemical parameters of

chemical laboratoty’s wastewater and duckweed were analysis before the study was

carried out. Duckweeds are adapted in the bucket using a mixture of well water and

paddy water as planting medium. The treatment are various ratios of the bucket’s

surface that covered by duckweeds. To measure the depletion of heavy metal (Cu, Cd,

Mn and Fe) totally, this study was carried out in 6 days period with the observation

period is every 2 days. Data were analyzed by Randomized Completely Block Design

(RCBD), 6 treatments and 4 replications while as the blocks are the time analysis. As

the treatment are various percentage of the bucket’s area coverage, which are : 0%

(control, no duckweed), 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 results of this study show that for 6 days of

treatment, the effectiveness of copper (Cu) absorption from chemical laboratory

wastewater is 70%, for Mn is 97,13%, and Fe is 33,60% at 62,5% duckweed coverage

on the bucket’s then for Cd is 56,04% at 50% duckweed coverage.

Keywords : Heavy metals, phytoremediation, Lemna perpusilla L.

PENDAHULUAN

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).

mailto:[email protected]

2

Salah satu sumber air limbah adalah limbah laboratorium kimia, berasal dari

buangan hasil reaksi-reaksi berbagai larutan kimia yang mengandung bahan-bahan

kimia toksik dan logam berat yang berbahaya bagi makhluk hidup dan lingkungan

(Azamia, 2012). 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.

Pencemaran logam berat merupakan masalah pencemaran lingkungan yang

umum dan menjadi perhatian (Papafilippaki dkk., 2007). Logam berat memiliki efek

toksik bagi makhluk hidup, menurut Gayer (1986) logam kadmium berbahaya terutama

untuk saluran organ pernapasan, paparan logam tersebut dalam jumlah yang berlebihan

dapat menyebabkan sesak nafas sampai diikuti kematian. Kromium sangat berbahaya

jika masuk kedalam organ tubuh karena dapat menyebabkan penyakit pernapasan,

penyakit kulit, penyakit saraf bahkan kematian. Logam Mn berbahaya bagi pernapasan

serta kerja fungsi syaraf (Ray and Ray, 2009).

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

fitoremediasi oleh Meilani (2012) dan Setyawan (2012) menunjukkan bahwa Lemna

minor pada kepadatan 12,5% efektif untuk menurukan kandungan logam Zn 0,25 mg/L

(67,57%), kepadatan 37,5% menurunkan kandungan logam Cr (57,15-58,82)%, dan

kepadatan 50% menurunkan kandungan logam Pb 0,50 mg/L (59,52%) dalam limbah

cair industri tekstil.

Tumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gulma Mata Ikan ( Lemna

perpusilla L.) yang memiliki kemampuan untuk menyerap kandungan logam berat.

Gulma L. perpusilla yang hidup dipermukaan air ini berasal dari keluarga Lemnaceae,

berwarna hijau dengan ukuran 1-3 mm (Cheng et al. (2002) dalam Ozengin and Elmachi

(2007)).

Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini bertujuan :

1. Menentukan efektivitas daya serap gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam

berat (Cu, Cd, Mn dan Fe) dari limbah cair Laboratorium kimia.

2. Menentukan padat populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) yang optimal dalam

penyerapan logam berat Cu, Cd, Mn dan Fe dari limbah Laboratorium kimia.

3

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Lingkungan, Program Studi

Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

Waktu pelaksaan penelitian dimulai pada bulan September 2012 sampai dengan bulan

Juni 2013.

Bahan

Gulma mata ikan (L. perpusilla) diperoleh dari persawahan di tepian jalan raya

Pabelan, Kabupaten Semarang. Limbah cair diperoleh dari Laboratorium Kimia

Fakultas Biologi UKSW dan merupakan limbah yang belum diolah.

Bahan kimiawi yang digunakan antara lain K2Cr2O7, Ag2SO4, H2SO4, HgSO4,

FAS (Ferrous Amonium Sulfat) dan indikator Feroin.

Piranti

Piranti yang digunakan antara lain : Spektrofotometer HACH DR/EL 2000, pH

meter HANNA Instrument 9812, Neraca Analitis (Mettler H80) dan Atomic Absorption

Spectroscopy (AAS) Perkin Elmer 3110.

Karakterisasi Air Limbah dan Adaptasi Gulma L. perpusilla

Air limbah dikarakterisasi terlebih dahulu untuk mengetahui kandungan logam

berat serta parameter fisiko-kimiawi, sedangkan gulma mata ikan dikarakterisasi

kandungan logam beratnya. Sebelum diberi perlakuan, gulma mata ikan diadaptasi

terlebih dahulu dalam suasana laboratorium dengan media tumbuh campuran air sumur

dan air sawah.

Pemberian Perlakuan

Perlakuan yang dilakukan berupa perbedaan nisbah luas area permukaan yang

ditutupi oleh gulma mata ikan (padat populasi) dan dalam hal ini kepadatannya adalah:

0% (tanpa gulma mata ikan); 12,5%; 25%; 37,5%; 50%; dan 62,5%. Perlakuan

dilakukan selama 6 hari, dengan periode pengamatan setiap 2 hari untuk mengetahui

penurunan logam Cu, Cd, Mn dan Fe dalam media tumbuh. Pada hari pertama dan ke

enam dihitung bobot basah dan bobot kering gulma (APHA (1998) dalam Leblelici et

al. 2009).

Pada hari pertama gulma mata ikan ditimbang dalam cawan petri yang sudah

diketahui bobotnya untuk mengetahui bobot basah awal, pada hari ke enam gulma mata

4

ikan 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).

Untuk perhitungan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif (RGR – Mean Relative

Growth Rates) digunakan persamaan Hunt (Leblelici et al., 2009):

Keterangan: RGR = Rataan Relative Growth Rates

W2 = Massa akhir tumbuhan

W1 = Massa awal tumbuhan

t2-t1 = Lama waktu perlakuan

Analisis Logam Berat dan Parameter Fisiko-Kimiawi Air Limbah

Pengukuran parameter fisiko-kimiawi serta kandungan logam berat air limbah

dengan metoda dan pirantinya disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Parameter fisiko-kimiawi air limbah dengan metoda dan pirantinya

Parameter Piranti

Fisikawi

DHL (Daya Hantar Listrik) (µS/cm) Conductivity meter (HANNA Instrument 9812)

TDS (Total Dissolved Solids) (ppm) TDS meter (HANNA Instrument 9812)

Warna (PtCo) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)

Kekeruhan (FTU) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)

Kimiawi

Logam Berat (Mn, Cd, Cu and Fe) Perkin Elmer AAS 3110

pH pH meter (HANNA Instrument 9812)

COD Titrasi (Alaerts dan Santika, 1987)

SO42-

Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)

PO43-

Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)

Alkalinitas Titrasi (Alaerts dan Santika, 1987)

Hardness Total Titrasi (Alaerts dan Santika, 1987)

Analisis Data (Steel dan Torie, 1989)

Data penyerapan logam berat dianalisis dengan Rancangan Acak Kelompok

(RAK), 6 perlakuan dan 4 kali ulangan. Sebagai perlakuan adalah persen penutupan

permukaan oleh gulma mata ikan yaitu 0%; 12,5%; 25%; 37,5%; 50%; dan 62,5%,

5

sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian purata antar perlakuan

digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5%. Dilakukan

pula analisis korelasi berganda untuk menentukan faktor fisiko-kimiawi yang berperan

dalam penyerapan logam berat oleh gulma mata ikan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakterisasi Awal Tumbuhan L. perpusilla dan Air Limbah Laboratorium

Hasil karakterisasi dari gulma mata ikan dan air limbah laboratorium kimia

disajikan dalam Tabel 2 dan Tabel 3.

Tabel 2. Karakterisasi Awal Kadar Logam Berat dalam Gulma Mata Ikan (L.

perpusilla) sebelum Perlakuan (Kadar Air 95,06%)

Logam Berat Kadar

(mg/Kg)

Cu 1,0

Cd 0,4

Mn 4,3

Fe 2,3

Dari Tabel 2 terlihat bahwa gulma mata ikan (L. perpusilla) 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 sebagai Media Tanam

Parameter Kadar

Fisikawi

TDS (ppm) 160

DHL (μS/cm) 330

Warna (PtCo) 28

Kekeruhan (FTU) 4

TSS 9

Kimiawi

pH 6,4

BOD (ppm) 4,7

COD (ppm) 240

Cu (mg/l) 0,036

Cd (mg/l) 0,022

Mn (mg/l) 0,178

Fe (mg/l) 0,225

6

Hasil karakterisasi air limbah laboratorium pada Tabel 3 menunjukkan

kandungan dari beberapa jenis logam berat yang tergolong memiliki potensi toksik

seperti Cu (tembaga), Cd (kadmium), Mn (mangan) dan Fe (besi).

Kandungan Cu (mg/l) dalam air limbah laboratorium kimia antar berbagai padat

populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) dalam waktu 2-6 hari

Rataan kandungan Cu (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam

waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0093 ± 0,0008 mg/l sampai dengan 0,0348 ± 0,0009

mg/l (Tabel 4).

Tabel 4. Rataan kandungan Cu (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam

waktu 2 - 6 hari

Waktu

(Hari)

Padat Populasi (%)

62,5 50 37,5 25 12,5 0

2

Purata 0,0208 0,0238 0,0250 0,0280 0,0318 0,0348

± SE ± 0,0009 ± 0,0009 ± 0,0011 ± 0,0007 ± 0,0009 ± 0,0009

W = 0,0013 a b b c d e

4

Purata 0,0133 0,0180 0,0205 0,0248 0,0268 0,0328

± SE ± 0,0006 ± 0,0007 ± 0,0007 ± 0,0005 ± 0,0009 ± 0,0010

W = 0,0013 a b c d e f

6

Purata 0,0093 0,0125 0,0145 0,0198 0,0228 0,0310

± SE ± 0,0008 ± 0,0006 ± 0,0010 ± 0,0005 ± 0,0009 ± 0,0007

W = 0,0007 a b c d e f Keterangan : - W = BNJ 5%

- Angka yang diikuti dengan huruf yang sama dalam satu baris menunjukkan antar

perlakuan tidak ada beda secara bermakna, sedangkan 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 di mulai pada hari ke 2 sampai dengan

hari ke 6 oleh gulma mata ikan terjadi pada berbagai padat populasi (Gambar 1).

(a) (b) (c)

Gambar 1. Serapan Cu (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar Berbagai

Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) pada hari ke 2 (a), hari ke

4 (b) dan hari ke 6 (c)

7

Dari besarnya serapan Cu pada Gambar 1 terlihat bahwa serapan optimal

terjadi pada padat populasi gulma mata ikan 62,5% pada hari yang ke 6 dengan

besarnya serapan 0,022 mg/l (70%). Hasil penelitian oleh Khellaf and Zerdaoui (2010)

melaporkan bahwa gulma mata ikan (Lemna gibba) (jenis berbeda) mampu menyerap

logam Cu dari larutan CuSO4.5H2O sebesar 34,48% dalam waktu 6 hari. Sedangkan

gulma mata ikan (L. perpusilla) dalam penelitian ini dapat menyerap logam Cu dari air

limbah laboratorium kimia sebesar 70% dalam waktu 6 hari lebih besar daripada

kapasitas penyerapan Cu oleh L. gibba.

Efektivitas daya serap Cu (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah

laboratorium biologi berkisar antara 40% - 70% dalam waktu 2-6 hari (Tabel 5).

Tabel 5. Efektivitas Daya Serap Cu oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air

Limbah Laboratorium Kimia dalam Waktu 2-6 hari

Waktu

(hari)

Kontrol

(mg/l)

Daya Serap

(mg/l)

Padat populasi

(%) Efektivitas

Daya Serap

RGR

Daun

2 0,035 0,021

62,5

0,014 (40%) 0,0499 4 0,033 0,013 0,020 (59,6%) 0,0449 6 0,031 0,009 0,022 (70%) 0,1089

Dari Tabel 5 terlihat bahwa efektivitas serapan Cu oleh gulma mata ikan terjadi

pada pada hari ke 2 sebesar 40%. Efektivitas penyerapan Cu pada hari ke 2 terkait

dengan pH dari air limbah laboratorium kimia sebagai media tumbuh, yaitu sebesar 6

yang merupakan jangkauan pH yang dapat mendukung pertumbuhan gulma mata ikan

sehingga penyerapan terjadi.

Pada hari ke 4, Cu yang diserap oleh gulma mata ikan dari air limbah

laboratorium kimia = 0,020 mg/l (59,6%). Hasil penelitian Khellaf and Zerdaoui (2010)

menunjukkan bahwa penyerapan logam Cu akan mendukung pertumbuhan L. gibba

pada konsentrasi 0,003 mg/l – 0,3mg/l. Demikian juga pada hari ke 6, efektivitas

serapan Cu oleh gulma mata ikan dari air limbah laboratorium sebanyak 0,022 mg/l

(70%) masih dalam kisaran kandungan Cu untuk mendukung pertumbuhan gulma mata

ikan.

8

Serapan Cd (mg/l) antar berbagai padat populasi gulma Mata Ikan (L. perpusilla)

dalam waktu 2-6 hari

Rataan kandungan Cd (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam


mg/l (Tabel 6).

Tabel 6. Rataan kandungan Cd (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam

waktu 2 - 6 hari

Waktu

(Hari)

Padat Populasi (%)

62,5 50 37,5 25 12,5 0

2

Purata 0,0110 0,0128 0,0148 0,0173 0,0203 0,0223

± SE ± 0,0007 ± 0,0005 ± 0,0005 ± 0,0006 ± 0,0011 ± 0,0011

W = 0,0028 a a b b c c

4

Purata 0,0075 0,0095 0,0118 0,0150 0,0170 0,0180

± SE ± 0,0006 ± 0,0006 ± 0,0008 ± 0,0004 ± 0,0011 ± 0,0011

W = 0,0027 a ab ab b b c

6

Purata 0,0045 0,0068 0,0088 0,0103 0,0138 0,0165

± SE ± 0,0003 ± 0,0005 ± 0,0009 ± 0,0011 ± 0,0011 ± 0,0011

W = 0,0026 a a ab ab bc c

Dari Tabel 6 terlihat bahwa penyerapan Cd pada hari ke 2 terjadi pada padat

populasi gulma mata ikan 50%, pada hari ke 4 penyerapan Cd terjadi pada padat

populasi 62,5% dan pada hari ke 6 penyerapan Cd terjadi pada kepadatan 50%

(Gambar 2).

(a) (b) (c)

Gambar 2. Rataan Serapan Cd (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar

Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) pada hari ke 2

(a), hari ke 4 (b) dan hari ke 6 (c)

9

Dari Gambar 2 terlihat bahwa pada hari ke 2 penyerapan Cd terjadi pada padat

populasi 50 %, sedangkan pada hari ke 4 penyerapan Cd terjadi pada padat populasi

62,5%. Hal ini terkait dengan beban toksik Cd menyebabkan penyerapan terjadi pada

padat populasi gulma mata ikan yang lebih tinggi dengan tingkat penyerapan yang lebih

rendah. Sebaliknya pada hari ke 6 penyerapan Cd terjadi pada padat populasi 50%.

Menurut Nayyef and Amal (2012), L. minor dapat menyerap Cd hingga ± 19,92%

dalam 6 hari.

Efektivitas daya serap Cd (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah

laboratorium kimia berkisar antara 42,6% - 56,04% dalam waktu 2-6 hari (Tabel 7).

Tabel 7. Efektivitas Daya Serap Cd oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air


Waktu

(hari)

Kontrol

(mg/l)

Daya Serap

(mg/l)

Padat Populasi

(%) Efektivitas

Daya Serap

RGR

Daun

2 0,0223 0,0128 50 0,0095 (42,60%) 0,0499

4 0,0139 0,0112 62,5 0,0027 (19,42%) 0,0426

6 0,0161 0,0071 50 0,0090 (56,04%) 0,1031

Dari Tabel 5 terlihat bahwa efektivitas serapan Cd oleh gulma mata ikan terjadi

pada pada hari ke 2 sebesar 42,60%. Pada hari ke 4 efektivitas serapan Cd oleh gulma

mata ikan dari air limbah laboratorium biologi = 0,027 mg/l (19,42%) pada padat

populasi 62,5% hal ini disebabkan beban toksik logam Cd menyebabkan penyerapan

terjadi pada padat populasi gulma mata ikan yang lebih tinggi dengan tingkat

penyerapan yang lebih rendah. Pada hari ke 6 serapan logam Cd optimal pada padat

populasi 50% dengan efektivitas daya serap 56,04%. Hasil penelitian Wiharja (2012)

menyatakan bahwa penyerapan logam Cd optimal pada padat populasi gulma mata ikan

50% (Lemna perpusilla Torr).

Serapan Mn (mg/l) antar berbagai padat populasi gulma Mata Ikan (L. perpusilla)


Rataan kandungan Mn (mg/l ±SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam


mg/l (Tabel 8).

10

Tabel 8. Rataan kandungan Mn (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam

waktu 2 - 6 hari

Waktu

(Hari)

Padat Populasi (%)

62,5 50 37,5 25 12,5 0

2

Purata 0,1250 0,1320 0,1400 0,1434 0,1610 0,1780

± SE ± 0,0013 ± 0,0009 ± 0,0006 ± 0,0027 ± 0,0023 ± 0,0008

W = 0,0175 a ab ab b c c

4

Purata 0,0850 0,1080 0,1340 0,1440 0,1570 0,1760

± SE ± 0,0023 ± 0,0015 ± 0,0015 ± 0,0030 ± 0,0044 ± 0,0009

W = 0,006 a b c d e f

6

Purata 0,0570 0,0880 0,1110 0,1290 0,1400 0,1740

± SE ± 0,0018 ± 0,0002 ± 0,0017 ± 0,0024 ± 0,0013 ± 0,0006

W = 0,0038 a b c d e f

Dari Tabel 8 terlihat bahwa serapan Mn oleh gulma mata ikan terjadi mulai dari

hari yang ke 2 sampai dengan hari ke 6 pada setiap padat populasi gulma mata ikan

(Gambar 3).

.

(a) (b) (c)

Gambar 3. Rataan Serapan Mn (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar



Dari Gambar 3 terlihat bahwa padat populasi optimal dalam penyerapan Mn

dari air limbah laboratorium kimia adalah 62,5% dalam waktu 2-6 hari dan efektivitas

daya serap Mn (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah laboratorium kimia dalam

waktu 2-6 hari berkisar antara 29,78% - 97,13% (Tabel 9).

11

Tabel 9. Efektivitas Daya Serap Mn oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air


Waktu

(hari)

Kontrol

(mg/l)

Daya Serap

(mg/l)

Padat Populasi

(%) Efektivitas

Daya Serap

RGR

Daun

2 0,1780 0,1250

62,5

0,0530 (29,78%) 0,0499 4 0,1631 0,0850 0,0781 (47,89%) 0,0449 6 0,1739 0,0050 0,1689 (97,13%) 0,1089

Dari Tabel 9 terlihat bahwa efektivitas serapan Mn oleh gulma mata ikan

sebesar 29,78% pada hari ke 2 terkait dengan kebutuhan nutrisi oleh gulma mata ikan.

Kebutuhan nutrisi (PO43-

) untuk proses pertumbuhan mencapai 30% menurut Landlot

and Kandeler (1987 dalam Khellaf and Zerdaoui, 2010). Hasil analisis korelasi pada

hari ke 2 menunjukkan Mn berkorelasi negatif dengan kandungan PO43-

dalam air

limbah laboratorium (r = -0,470).

Pada hari ke 4 efektivitas daya serap Mn oleh gulma mata ikan dari air limbah

laboratorium biologi sebesar 47,89% (0,0781 mg/l) dan mencapai 97,13% (0,1689 mg/l)

pada hari ke 6. Adanya peningkatan serapan dikarenakan Mn dan Fe merupakan

mikronutrien yang mendukung metabolisme tumbuhan (Boyd et al., 1994).

Serapan Fe (mg/l) antar berbagai padat populasi gulma Mata Ikan (L. perpusilla)


Rataan kandungan Fe (mg/l ±SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam


mg/l (Tabel 10).

Tabel 10. Rataan kandungan Fe (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam

waktu 2 - 6 hari

Waktu

(Hari)

Padat Populasi (%)

62,5 50 37,5 25 12,5 0

2

Purata 0,1928 0,1995 0,2065 0,2108 0,2173 0,2213

± SE ± 0,0018 ± 0,0022 ± 0,0021 ± 0,0018 ± 0,0018 ± 0,0015

W = 0,0037 a b c d e f

4

Purata 0,1773 0,1870 0,1943 0,1963 0,2118 0,2135

± SE ± 0,0026 ± 0,0018 ± 0,0014 ± 0,0031 ± 0,0011 ± 0,0017

W = 0,0049 a ab ab ab b b

6

Purata 0,1440 0,1553 0,1725 0,1815 0,1910 0,2085

± SE ± 0,0036 ± 0,0024 ± 0,0010 ± 0,0028 ± 0,0054 ± 0,0009

W = 0,0094 a ab abc bcd cd d

12

Dari Tabel 10 terlihat bahwa serapan Fe (seperti halnya Mn) oleh gulma mata

ikan (L. perpusilla) mulai hari ke 2 sampai dengan hari ke 6 terjadi pada setiap padat

populasi gulma mata ikan (Gambar 3).

(a) (b) (c)

Gambar 4. Rataan Serapan Fe (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar



Dari Gambar 4 terlihat bahwa padat populasi gulma mata ikan optimal dalam

penyerapan Fe dari air limbah laboratorium kimia adalah 62,5% dalam dalam waktu 2-6

hari. Efektivitas daya serap Fe (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah laboratorium

kimia berkisar antara 12,88% - 33,60% dalam waktu 2-6 hari (Tabel 11).

Tabel 11. Efektivitas Daya Serap Fe oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air


Waktu

(hari)

Kontrol

(mg/l)

Daya Serap

(mg/l)

Padat Populasi

(%) Efektivitas

Daya Serap

RGR

Daun

2 0,2213 0,1928

62,5

0,0285 (12,88%) 0,0499

4 0,2047 0,1874 0,0173 (8,45%) 0,0449

6 0,2116 0,1405 0,0711 (33,60%) 0,1089

Dari Tabel 11 terlihat bahwa efektivitas penyerapan Fe (%) oleh gulma mata

ikan = 12,88% pada hari ke 2 dan dalam hal ini terkait dengan kebutuhan nutrisi (Fe)

tumbuhan gulma mata ikan. Selanjutnya pada hari ke 4, efektivitas serapan Fe

mengalami penurunan menjadi 8,45%, untuk kemudian pada hari ke 6 meningkat

menjadi 33,60%.

13

Telaah Serapan Logam Cu, Cd, Mn dan Fe dengan Pertumbuhan L. perpusilla

Berdasarkan Rataan Relative Growth Rates (RGR) Jumlah Daun dan Bobot

Kering antar Berbagai Padat Populasi dalam waktu 2-6 Hari

Pola serapan Cu, Cd, Mn dan Fe dalam berbagai padat populasi gulma mata ikan

(L. perpusilla) ditinjau dari rataan RGR jumlah daun dan bobot kering L. perpusilla

dalam waktu 206 hari menunjukkan beberpa variasi hubungan (Gambar 5 a,b dan c).

Gambar 5. Kandungan Logam Berat dari Air Limbah Laboratorium Kimia dan

Pertumbuhan Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) Berdasarkan Relative

Growth Rates (RGR) antar Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L.

perpusilla) pada Hari ke 2 (a), Hari ke 4 (b), dan Hari ke 6 (c)

(b)

(c)

(a)

14

Dari Gambar 5 terlihat bahwa antar padat populasi gulma mata ikan setiap

logam berat memiliki pola yang berbeda berkaitan dengan RGR jumlah daun.

Berdasarkan persentase efektivitas penyerapan logam pada hari ke 2 (a), serapan Cu =

40%, Cd= 42,60%, Mn = 29,78% dan Fe = 12,88%. Pemanfaatan SO4= dalam proses

detoksifikasi Cd yang cukup tinggi mengurangi jumlah asupan nutrisi bagi gulma mata

ikan, namun serapan dari Cu, Mn, Fe dan PO43-

dapat mendukung suplai nutrisi bagi

pertumbuhan gulma mata ikan. Nutrisi dibutuhkan untuk proses adaptasi sebagai faktor

pendukung dalam pertumbuhan gulma mata ikan pada hari ke 2.

Pada hari ke 4 (b) terjadi fluktuasi RGR jumlah daun pada tiap padat populasi.

Berdasarkan persentase efektivitas penyerapan logam pada hari ke 4, penyerapan

tertinggi adalah serapan logam Cu sebesar 0,02 mg/l (59,6%) (Tabel 5). Menurut

Khellaf and Zerdaoui (2010) logam Cu menstimulasi pertumbuhan L. minor pada

konsentrasi 0,003mg/l – 0,3mg/l. Stimulasi pertumbuhan pada gulma mata ikan

didukung dengan meningkatnya RGR jumlah daun.

Pada hari ke 6 (c) dilakukan pengukuran RGR bobot kering, hal ini bertujuan

untuk menganalisa laju pertumbuhan L. perpusilla antar berbagai kepadatan selama 6

hari. RGR bobot kering mewakili pertumbuhan tiap padat populasi gulma mata ikan

secara keseluruhan dalam 2-6 hari. Kematian dari gulma mata ikan disebabkan adanya

pembentukan Fe3(PO4)2 dalam air limbah laboratorium kimia yang menyebabkan

kurangnya asupan nutrisi, paparan toksik dari logam berat secara terus menerus serta

kurangnya ruang tumbuh bagi gulma mata ikan.

KESIMPULAN

1. Efektivitas daya serap gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap kandungan logam

berat (Cu, Cd, Mn dan Fe) dari limbah cair laboratorium UKSW dalam waktu 6 hari

adalah sebagai berikut : Cu 70%, Cd 56,04%, Mn 97,13% dan Fe 33,60%.

2. Padat populasi optimal dalam penyerapan Cu, Mn, dan Fe berlangsung dalam padat

populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) 62,5%, sedangkan untuk Cd pada padat

populasi 50%.

SARAN

1. Untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan penggunaan kombinasi jenis Lemna

dan nisbah padat populasi berbeda sebagai agen fitiremediasi.

15

UCAPAN TERIMAKASIH

Terimkasih kepada segenap dosen Fakultas Sains dan Matematika dan seluruh

staff, teristimewa kepada dosen pembimbing bapak Ign. A. Kristijanto dan dosen

pendamping Ibu Sri Hartini unruk segenap bimbingan dan motivasi yang diberikan.

Kepada Bapak Christian Hadi Wardoyo, Ibu Sukanti dan Christiana Martha Dewi untuk

segenap kasih sayang dan semangat juang yang disalurkan bertubi-tubi kepada penulis.

Priska Dwi Apriyanti yang selalu menemani penulis di sesah dan senang . Tirza Thea

Lewita Sumasa dan seluruh teman angkatan 2009 we’re awesome !!

DAFTAR PUSTAKA

Akaninwor, J.O; Wegwu, M.O and Iba, I.U, 2007, Removal of Iron, Zinc and

Magnesium from Polluted Water Samples Using Thioglicolic Modified Oil-Palm

Fibre, African Journal of Biochemistry Research, IVOL. 1 (2) : 11-13.

Alaerts, G dan S.S Santika. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional.

Azamia, M. 2012. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Penurunan

Kadar Organik serta Logam Berat Fe, Mn, Cr dengan Metode Koagulasi dan

Adsorpsi. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas

Indonesia, Jakarta.

Boyd R S, Martens S N. 1994. Nickel hyperaccumulated by Thlaspi montanum Var.

montanum is acutely toxic to an insect herbivore. Oikos 70: 21-25.

Connel DW. 1995. Bioakumulasi Senyawa Xenobiotik. 232. UI-Press. Jakarta.

El-Kheir, W.A., G. Ismail, F.A El-Nour, T. Tawfik, and D. Hammad. 2007. Assessment

The Efficiency of Duckweed ( Lemna gibba) in Wastewater Treatment.

International Journal of Agriculture and Biology Vol. 9 No. 5.

Gayer, RA. (1986). Toxic Effects of Metal. In C.D.Klaasen, M.O.Amdur, and J.Doul.

(Eds). Toxicology the Basic Science of Poisons.3rd ed. New York: Mac Millan

Publishing Co.

Leblelici, Z., A. Aksoy, and F. Duman. 2009. Influence of Salinity on The Growth ang

Heavy Metal Accumulation Capacity of Spirodela polyrrhiza (Lemnaceae). Turk

J Biol 35, 215-220

Meilani. 2012. Pengaruh kepadatan Lemna minor L. dalam proses penyerapan total Cr

dan Cd2+

dari Limbah Industri Tekstil. Skripsi. Fakultas Sains dan Matematika,

Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

Nayyef M. Azeez and Amal A. Sabbar. 2012. Efficiency of Duckweed (Lemna minor)

in phytotreatment of Wastewater Pollutants from Basrah Oil Revinery. Journal of

Applied Phytotechnology in Environmental Sanitation. Vol. 1 No. 4 : 163-172.

ISSN 2088-6586.

N. Khellaf, M. Zerdaoui. 2010. Growth Response of Lemna gibba L (Duckweed) to

copper and Nickel Phytoaccumulation. Laboratory of Environmental Engineering.

Algeria.

16

Ozengin, Nihan and Elmaci, Eyse. 2007. Performance of Duckweed (Lemna minor L.)

on different types of wastewater treatment. Triveni Enterprises. 28(2) 307-314

(2007)

Papafilippaki, A. K., Kotti, M. E., Stavroulakis, G.G., 2007, Seasonal Variations in

Dissolved Heavy Metals in The Keritis River, Chania, Greece, Proceedings of the

10th International Conference on Environmental Science and Technology.

Ray, Suranjana 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 Padat Populasi 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.

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.

Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan

Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty.

Suprihatin dan Nastiti S.W. 2010. Penyisihan Logam Berat dari Limbah Cair

Laboratorium dengan Metode Praesipitasi dan Adsorpsi. Makara, Sains Vol. 14

No. 1 2010:44-50.

Syahputra, R.,2005, Fitoremediasi Logam Cu dan Zn dengan Tanaman Enceng Gondok

(Eichhornia Crassipes (Mart.) Soims). LOGIKA Vol. 2 No. 2, ISSN :1410-2315.

Widjajanti E, Haryanto Lilik V, Marwati Siti, 2008, Rancang Bangun Instalasi Pengolah

Limbah Cair Industri Electroplating, Laporan Pengabdian pada Masyarakat.

Wise D.L, D.J Trantolo, E.J Cichon., H.I. Inyang, and U. Stottmeister (eds.)2000.

Bioremediation of Contaminated Soils. New York: Marcel Dekker Inc.

17

LAMPIRAN 1. Hasil Analisa Korelasi Berganda

Korelasi hubungan fisikawi kimiawi dan RGR dengan logam (Mn, Cd, Cu dan Fe) dalam waktu 2-6 hari

Hari Logam Fisikawi Kimiawi RGR

Keruh TSS Warna Alk pH PO4 SO4 Jumlah Bobot

2

Mn 0,742** 0,765** 0,698** 0,613** -0,470* -0,541* -

Cd 0,775**

0,653**

0,658**

0,493* 0,454

* -0,436

* -0,408

* -0,565

** -

Cu 0,730** 0,674** 0,686** 0,505* 0,523** -0,455* -0,433* -0,599* -

Fe 0,724**

0,769**

0,594**

0,620**

0,433* - - -0,640

** -

4

Mn 0,654** 0,536** 0,683** - - - - 0,500* -

Cd 0,604**

0,525**

0,716**

- - - - 0,543* -

Cu 0,636** 0,480* 0,693** - - - - 0,577** -

Fe 0,604**

0,502* 0,680

** - - - - 0,476

* -

6

Mn 0,545** 0,673** - - - - - -0,550* -0,555*

Cd 0,641**

0,632**

0,478* - - - - -0,580

** -0,548

*

Cu 0,567** 0,718** - - - - - -0,628** -0,693**

Fe 0,565**

0,664**

0,445* - -0,410

* - - -0,516

* -0,554

*

Keterangan : - tidak ada korelasi

* bermakna

** sangat bermakna

gulma mata ikan (lemna perpusilla l.) sebagai agen...

Documents