pengaruh penggunaan tumbuhan cyperus papyrus...
TRANSCRIPT
PENGARUH PENGGUNAAN TUMBUHAN Cyperus papyrusDAN Cyperus alternifolius PADA PROSES FITOREMEDIASI
PENURUNAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) PADA LINDITPA TLEKUNG KOTA BATU
Oleh:Jandhel Ario Gde Bagaskara
NIM 135100900111025
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGANJURUSAN KETEKNIKAN PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYAMALANG
2017
3
i
ii
ii
iii
RIWAYAT HIDUP Penulis dengan nama lengkap Jandhel Ario Gde Bagaskara
dilahirkan di Kota Bandung pada tanggal 15 April 1996. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara pasangan Bapak Kurniawan Agung Legowo dan Ibu Yuniar Handayani. Penulis memulai pendidikan di Sekolah Dasar Yayasan Beribu pada tahun 2001 hingga 2006 dan pindah ke Sekolah Dasar Negeri Harapan Baru III pada tahun 2006 hingga lulus pada tahun 2017. Penulis melanjutkan pendidikan Sekolah Menengah Pertama di SMP 1 Bekasi pada Tahun 2007 hingga lulus tahun 2010 dan melanjukan Sekolah Menengah Akhir di SMA 1 Bekasi dan menyelesaikannya pada tahun 2013. Penulis kemudian melanjutkannya ke jenjang sarjana dengan menjadi mahasiswa Universitas Brawijaya dengan Jurusan Keteknikan Pertanian Program Studi Teknik Lingkungan dan dinyatakan lulus pada tahun 2017.
Penulis semasa kuliah juga aktif dalam beberapa kegiatan seperti menjadi Asisten Praktikum Teknik Penyediaan Air Bersih tahun ajaran 2015/2016 dan Teknik Konservasi Lingkungan / Konservasi Tanah dan Air di tahun ajaran 2016/2017 Selain itu penulis juga aktif dalam mengikuti kegiatan seminar seperti Seminar Ilmiah Tahunan Lingkungan Hidup 2016 sebagai panitia dan juga peserta
iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Yang bertanda tangan dibawah ini: Nama mahasiswa : Jandhel Ario Gde Bagaskara NIM : 135100900111025 Program studi : Teknik Lingkungan Jurusan : Keteknikan Pertanian Fakultas : Teknologi Pertanian Judul tugas akhir : Pengaruh Penggunaan Tumbuhan Cyperus
papyrus dan Cyperus alternifolius pada Proses Fitoremediasi Penurunan Logam Berat Timbal (Pb) pada lindi TPA Tlekung, Kota Batu
Menyatakan bahwa,
Tugas akhir dengan judul diatas merupakan karya asli penulis. Apabila
dikemudian hari terbukti pernyataan ini tidak benar saya bersedia
dituntut sesuai hukum yang berlaku
Malang, Agustus 2017
Mahasiswa
Jandhel Ario Gde Bagaskara
NIM : 135100900111025
iv
DAFTAR ISI
No Teks Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................... ii
Riwayat Hidup ........................................................................ iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................ iv
Daftar isi .............................................................................. v
Daftar Tabel ............................................................................ vii
Daftar Gambar ....................................................................... viii
RINGKASAN ............................................................................ ix
Summary ............................................................................. xi
KATA PENGANTAR .............................................................. xiii
I. PENDAHULUAN ....................... Error! Bookmark not defined.
1.1 Latar Belakang .............. Error! Bookmark not defined.
1.2 Perumusan Masalah .................................................... 2
1.3 Tujuan .......................................................................... 3
1.4 Manfaat ........................................................................ 3
1.5 Batasan Masalah ......................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 5
2.1 Air Lindi ........................................................................ 5
2.2 Logam berat Timbal (Pb) ............................................. 7
2.3 Fitoremediasi ............................................................... 9
2.4 Tanaman Penyerap Logam Berat (Hyperakumulator) 13
2.4.1 Cyperus alternifolius ......................................... 16
2.4.2 Cyperus papyrus ............................................ 19
2.5 Sistem Lahan Basah Buatan (constructed wetland) ... 20
2.5.1 Jenis-jenis Sistem Lahan Basah................................. 23
2.5.2 Media dalam Sistem Lahan basah ............................ 25
2.6 Spektofotometri Serapan Atom (SSA) ...................... 25
2.7 Biokonsentration Factor dan Translokasi Faktor ...... 27
III. METODE PENELITIAN ...................................................... 29
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................... 29
v
3.2 Alat dan Bahan ........................................................... 29
3.2.1 Alat yang yang digunakan ................................. 29
3.2.2 Bahan yang digunakan ..................................... 30
3.3 Metode Penelitian ...................................................... 30
3.4 Tahap Pelaksanaan Penelitian ................................... 32
3.4.1 Tahap Pendahuluan ........................................ 32
3.4.2 Tahap Penelitian .............................................. 33
3.5 Pengambilan Data dan Pengujian Sampel ................ 36
3.5.1 Data Sampel...................................................... 36
3.5.2 Pengujian Data Sampel ..................................... 36
3.5.3 Analisa Efektifitas .............................................. 36
3.6 Analisa Data .............................................................. 38
3.7 Diagram Alir Penelitian .............................................. 39
IV. Hasil dan Pembahasan ..................................................... 41
4.1 Kondisi TPA Tlekung Kota Batu ................................. 41
4.2 Karakteristik Lindi TPA Tlekung.................................. 42
4.3 Pengaruh Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus
alternifolius Terhadap Suhu ........................................ 43
4.4 Pengaruh Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus
alternifolius terhadap derajat keasaman ..................... 45
4.5 Pengaruh Penurunan Kadar Timbal Terhadap
Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius 47
4.6 Biokonsentrasi Faktor, Translokasi Faktor dan Uji
Efektifitas ................................................................... 53
4.6.1 Uji Efektifitas .................................................... 53
4.6.2 Biokonsentrasi Faktor dan Translokasi Faktor . 53
V. Kesimpulan dan Saran ...................................................... 59
5.1 Kesimpulan.................................................................... 59
5.2 Saran............................................................................. 59
DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 60
Lampiran ............................................................................ 68
vi
DAFTAR TABEL
No Teks Halaman
Tabel 2.1. Karakteristik Air Lindi ................................................ 6
Tabel 2.2. Sifat-Sifat Fisik Timbal (Pb) ...................................... 8
Tabel 2.3. Jumlah Taksa dan Famili Hyperaccumulator ............ 9
Tabel 2.4. Contoh Tanaman Hiperakumulator Pereduksi Logam
Berat ................................................................... 14
Tabel 2.5. Kemampuan Penyerapan Tanaman Cyperus ......... 15
Tabel 3.1. Model Rancangan .................................................. 26
Tabel 4.1. Karakteristik Fisik Air Lindi TPA Tlekung Sebelum
Perlakuan ............................................................ 42
Tabel 4.2. Perbandingan Karakteristik Awal Limbah dengan Baku
Mutu Pergub Jatim No.72 Tahun 2013 ................ 43
Tabel 4.3. Rerata Suhu Lindi pada Perlakuan ......................... 43
Tabel 4.4. Rerata pH Lindi pada Perlakuan ............................ 46
Tabel 4.5. Perbandingan Kadar Timbal Cyperus papyrus,
Cyperus alternifolius dan Kontrol ......................... 47
Tabel 4.6. Tabel ANNOVA ...................................................... 49
Tabel 4.7. Hasil Notasi Uji Statistika BNT ................................ 50
Tabel 4.8. Uji Efektifitas Kadar Timbal .................................... 54
Tabel 4.9. Kadar Timbal Pada Tanaman Cyperus papyrus dan
Cyperus alternifolius ............................................ 57
Tabel 4.10. Biokonsentrasi Faktro dan Translokasi Faktor ...... 57
vii
DAFTAR GAMBAR
No Teks Halaman
Gambar 2.1. Enam Proses Fitoremediasi ................................ 10
Gambar 2.2. Enam Strategi Fitoremediasi ............................... 11
Gambar 2.3 Cyperus alternifolius ........................................... 18
Gambar 2.4. Cyperus papyrus ................................................. 20
Gambar 2.5. Horizontal Flow Constructed Wetland ................ 20
Gambar 2.6. Vertical Flow Constructed Wetland ..................... 21
Gambar 2.7. Klasifikasi Wetland .............................................. 23
Gambar 2.8. Jenis Jenis Lahan Basah .................................... 24
Gambar 2.9. Tipe Aliran Lahan Basah Buatan ........................ 24
Gambar 3.1. Peta lokasi TPA Tlekung, Kota Batu ................... 29
Gambar 3.2. Bak Reaktor dan Media tanaman ........................ 35
Gambar 3.3. Hubungan Antara Konsentrasi Pb dengan Waktu
Detensi ................................................................ 39
Gambar 3.4. Diagram Alir Tahapan Penelitian ........................ 40
Gambar 4.1. Kondisi Lindi TPA Tlekung .................................. 41
Gambar 4.2. Perbandingan Suhu Cyperus papyrus, Cyperus
alternifolius dan Kontrol ....................................... 44
Gambar 4.3. Perbandingan pH Cyperus papyrus, Cyperus
alternifolius dan Kontrol ....................................... 47
Gambar 4.4. Perbandingan Kadar Timbal Cyperus papyrus,
Cyperus alternifolius dan Kontrol ......................... 51
Gambar 4.5. Penyisihan Kadar Timbal ................................... 55
viii
JANDHEL ARIO GDE BAGASKARA. 135100900111025.
Pengaruh Penggunaan Tumbuhan Cyperus papyrus dan
Cyperus alternifolius pada Proses Fitoremediasi Penurunan
Logam Berat Timbal (Pb) pada Lindi TPA Tlekung, Kota
Batu. TA. Pembimbing : Dr. Ir. Ruslan Wirosoedarmo, MS.
dan Dr. Eng. Evi Kurniati, STP, MT.
RINGKASAN
Kota Batu adalah sebuah kota di Provinsi Jawa Timur, Indonesia Kota ini terletak 90 km sebelah barat daya Surabaya atau 15 km sebelah barat laut Kota Malang. Seiring bertambahnya tahun kota Batu memiliki jumlah penduduk yang cukup tinggi, perkembangan penduduk dan menjadi kota wisata menyebabkan jumlah sampah yang cukup tinggi. Lindi ini masih mengandung polutan, salah satunya adalah (Pb) timbal yang cukup berbahaya jika mengenai lingkungan. Saat ini, lindi di TPA Tlekung Batu dimanfaatkan untuk dijadikan pupuk cair, yang nantinya digunakan untuk memupuk tanaman di daerah sekitar TPA Tlekung. Apabila tidak dilakukan pengurangan kadar logam pada lindi maka lindi yang mengandung logam timbal (Pb) tadi dapat terakumulasi ke dalam tanaman yang berada di sekitar lokasi. Salah satu metode yang cukup efektif untuk mengurangi kadar Pb pada lindi adalah dengan lahan basah buatan atau lebih dikenal dengan constructed wetland surface flow. Constructed Wetland surface flow yang digunakan dalam penelitian ini adalah aliran permukaan dengan menggunakan tanaman. Sebagai media untuk digunakan berupa batu kerikil, batu besar, ataupun pasir. Lahan basah buatan sendiri hampir mirip dengan rawa, karena tumbuhan air memiliki peran yang penting dalam pereduksian timbal secara alami dan dibantu dengan media tanam. Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah untuk menurunkan kadar pencemar logam berat timbal (Pb) pada lindi TPA Tlekung Kota Batu. Untuk mengetahui waktu detensi yang baik dan berapa besar efektifitas tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternofolius dalam mereduksi logam berat timbal (Pb) pada lindi terolah TPA Tlekung Kota Batu. Metode itu dapat
ix
mengurangi kandungan logam berat seperti Pb (timbal) di dalam lindi secara biologis dan fisika, pada penelitian ini pada bak reaktor diberikan media pasir setinggi 7,5 cm dan kerikil atau batu kecil tingginya 7,5 cm dan ketinggian lindinya sebesar 15 cm dengan diameter bak reaktor constructed wetland 30 cm dan di tiap bak disamakan rumpun yaitu 8 rumpun tiap bak dan beratnya sebesar 12kg, penelitian ini menggunakan uji statistik RAL 2 faktorial dengan 3 kali pengulangan. Sampel diambil tiap 3 hari yaitu pada hari ke - 3, hari ke - 6, hari ke – 9 dan hari ke – 12 dan pengujian sampel menggunakan AAS untuk menghitung kadar timbal. Tanaman hyperaccumulator yang digunakan pada Constructed Wetland yaitu Cyperus papyrus dan Cyperus alternofulius. Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius terbukti dapat menurunkan kadar timbal pada hari ke – 12 sampai pada angka 0,0001 atau tidak terdeteksi lagi oleh AAS dari kedua tanaman tersebut tanaman yang mempunyai efektifitas dan penurunan terbaik dalam kadar timbal adalah tanaman Cyperus papyrus dengan hasil pada hari ke-3, 6 dan 9 masing masing menunjukan sebesar 64,279% (3,267 ppm), 65,416% (3,163 ppm) dan 96,577% (0,313 ppm) dibandingkan dengan Cyperus alternifolius dengan kadar penyisihan pada hari ke-3, 6 dan 9 masing masing sebesar 48,797% (4,683 ppm), 57435% (3,893 ppm) dan 94,312% (0,537 ppm). Penyisihan kedua tanaman pada hari ke 12 sama yaitu sampai 99,999% (0,0001 ppm). Waktu detensi yang paling baik adalah 12 hari, dengan menggunakan sistem Constructed Wetland Cyperus papyrus lebih cepat dalam menghilankan timbal pada lindi
Kata Kunci : Lindi, Fitoremediasi, Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius
x
JANDHEL ARIO GDE BAGASKARA. 135100900111025. The
Effect of Plant Use Cyperus papyrus and Cyperus
alternifolius on Phytoremediation Process of Heavy Metal
Lead Degradation (Pb) in TPA Tlekung Landfill, Batu. TA.
Pembimbing : Dr. Ir. Ruslan Wirosoedarmo, MS. dan Dr. Eng.
Evi Kurniati, STP, MT.
Summary
Batu is a city in East Java Province, Indonesia. The city is located 90 km southwest of Surabaya or 15 km northwest of Malang City. Over the years Batu has a fairly high population, it caused by increasing population by city improvent as tourism city, makes the amount of waste is quite high. Leachate is contains hazardous pollutants, which is (Pb) lead that dangerous in the environment. Nowadays, leachate at Tlekung Batu landfill is used to make fertilizer, which will be used to fertilize plants in the area around the Tlekung TPA. If there’s no reduction process of metal level in leachate, it could accumulating into plants around location. One of the most effective methods to reduce Pb levels in leachate is by artificial wetlands or better known as constructed wetland surface flow. Constructed Wetland surface flow used that in this research is surface flow by using plants. Medium that used in the constructed wetlands are pebbles, large rocks, or sand. Homemade wetlands are almost similar to swamps, because plants have an important role in reducing lead naturally and assisted by planting media. The purpose of this research is to reduce the amount of heavy metal pollutant such as lead (Pb) from Tlekung Batu Landfill leachate and determine the optimum detention time and the effectiveness of Cyperus papyrus and Cyperus alternofolius in reducing heavy metal of lead (Pb) on the treated leachate TPA Tlekung Batu. The method that can reduce heavy metal level such as Pb (lead) in leachate by biological and physical in this research is using container reactor by giving media of sand as high as 7,5 cm and gravel height 7,5 cm and height of leachate equal to 15 cm with a diameter of reactor wetland container 30 cm and each container is equated by clumps
xi
as much as 8 clumps each container and weights 12kg, this research uses complete randomized design with 2 factorial and 3 repetition. The samples were taken every 3 days on 3rd day, 6th day, 9th day and 12th day and then the sample were tested using AAS to calculate the lead level. Hyperaccumulator plants that used in Constructed Wetland are Cyperus papyrus and Cyperus alternofulius. The results stated that Cyperus papyrus and Cyperus alternifolius are able to decrease lead levels by the 12th day to 0,0001 or undetectable by AAS from both plants the best plants in the fastest decreasing and effectiveness lead is Cyperus papyrus The Cyperus papyrus plant with the results on the 3rd, 6th and 9th day respectively showed 64.279% (3.267 ppm), 65.416% (3.163 ppm) and 96.577% (0.313 ppm) compared to Cyperus alternifolius with 3 day removal , 6 and 9 respectively 48,797% (4,683 ppm), 57435% (3,893 ppm) and 94,312% (0,537 ppm) respectively. The allowance for both plants on the 12th day is up to 99.999% (0.0001 ppm). The best detention time is 12 days, using the Constructed Wetland sistem Cyperus papyrus faster in eliminating lead in leachate
Kata Kunci : Leachate, Phytoremediation, Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius
xii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini berjudul “Pengaruh Penggunaan Tumbuhan Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius pada Proses Fitoremediasi Penurunan Logam Berat TImbal (Pb) pada Lindi TPA Tlekung, Kota Batu”. Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Pada kesempatan ini, penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dr.Ir. Ruslan Wirosoedarmo, Ms., selaku Dosen Pembimbing
Pertama yang senantiasa memberikan bimbingan, arahan, ilmu, dan pengetahuan kepada penyusun sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini;
2. Dr.Eng. Evi Kurniati STP, MT., selaku Dosen Pembimbing Kedua yang telah memberikan arahan, ilmu dan bimbingan, kepada penyusun hingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini;
3. Fajri Anugroho, STP, M.Agr, Ph.D selaku Penguji yang telah memberikan masukan, saran serta pengetahuan yang dapat membantu saya dalam penyusunan Tugas Akhir ini;
4. Ibu La Choviya Hawa, STP, MP, Ph.D. Selaku ketua jurusan Keteknikan Pertanian
5. Bapak Agung dan Ibu Yuniar Handayani selaku kedua orang tua penyusun yang senantiasa memberikan dukungan baik moril maupun materiil;
6. Tuti Rahayu selaku nenek yang telah memberikan dukungan selama ini dan doanya.
7. Alya Fathya Selaku adik yang selalu memberikan dukungan selama ini
8. CP yang selalu memberikan dukungan, motivasi serta kesabaran dalam menemani selama pengerjaan Tugas Akhir ini.
xiii
9. Kecom dan selaku keluarga yang selalu memberikan dukungan dalam pengerjaan skripsi ini dan selalu memberikan saran dan motivasi dalam hidup saya
10. Mukhtar Fadlli selaku teman seperjuangan dalam penelitian dan juga selalu memberikan masukan dan saran dalam tugas akhir
11. Hadiyan Yusra yang selalu membantu selama masa perkuliahan dan selalu meluangkan waktu dalam membantu
12. Afif, Rike, Subagja dan Nurul yang selalu meluangkan waktu dalam membantu dan memberikan motivasi serta dukungan dalam pengerjaan tugas Akhir
13. Ikhsan, Noval, Azy, Faris, Imam, Bagus Aji , Hanna Aschi, dan teman kost yang lain yang selalu memberikan senyuman serta canda tawa selama ini dan memberi dukungan dalam pengerjaan Tugas Akhir.
14. CL Crew yang selalu membantu dan menemani selama masa perkuliahan
Menyadari adanya keterbatasan pengetahuan, dan pengalaman, penyusun mengharapkan saran demi lebih baiknya Tugas Akhir ini. Harapan penyusun semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun maupun semua pihak yang membutuhkan.
Malang, 31 Agustus 2017
Penyusun
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kota Batu adalah sebuah kota di Provinsi Jawa
Timur, Indonesia kota ini terletak 90 km sebelah barat
daya Surabaya atau 15 km sebelah Barat Laut Kota
Malang, seiring bertambahnya tahun kota Batu memiliki
jumlah pertumbuhan yang cukup tinggi. Dikarenakan
Kota Batu adalah destinasi wisata di Jawa Timur,
perkembangan penduduk dan menjadi kota wisata
menyebabkan jumlah sampah yang cukup tinggi, untuk
dapat mengolah sampah tersebut pemerintah Kota Batu
memanfaatkan Kawasan Tlekung untuk dijadikan
Tempat Pembuangan Akhir (TPA) dari sampah yang
dihasilkan oleh aktivitas penduduk di Kota Batu.
Hasil dari proses pengolahan sampah yang
berlokasi di TPA Tlekung menghasilkan limbah yang
sangat banyak, didalamnya ada limbah padat dan limbah
cair, salah satu limbah cair yang dihasilkan di TPA
Tlekung adalah limbah lindi, lindi terdiri atas senyawa-
senyawa kimia hasil dari dekomposisi sampah dan air
yang masuk dalam timbulan sampah. Air tersebut dapat
berasal dari saluran drainase, air hujan, air tanah atau
dari sumber lain yang berada di daerah sekitar TPA
Tlekung, sebelum di buang lindi harus diberi perlakuan
atau treatment khusus agar pada saat dibuang
kelingkungan tidak memiliki kadar toksik yang tinggi.
Sampah yang dihasilkan oleh TPA Tlekung
kebanyakan berupa limbah yang berasal dari rumah
tangga dan dari wisatawan yang berkunjung ke Kota
Batu. Namun lindi yang dihasilkan oleh TPA Tlekung ini
perlu dilakukan treatment khusus dikarenakan air lindi
yang berada di TPA Tlekung memiliki kadar Pb (timbal)
yang berada di atas ambang yang dijinkan pemerintah
sebesar 0,1 ppm, pengelolaan yang dilakukan sekarang
ini belum dapat mengurangi kandungan Pb di dalam air
lindi tersebut. Selain itu lindi di TPA Tlekung batu juga
dimanfaatkan untuk dijadikan pupuk cair, yang nantinya
digunakan untuk memupuk tanaman baik sayur maupun
buah di daerah sekitar TPA Tlekung. Apabila tidak
dilakukan pengurangan kadar logam pada air lindi maka
air lindi yang mengandung logam yang cukup tinggi tadi
dapat akan masuk ke dalam sayuran dan buah yang
berada di sekitar lokasi, dan nantinya dapat terakumulasi
jika dikonsumsi terus menerus oleh warga sekitar
ataupun oleh wisatawan yang datang.
Mengolah kadar logam yang terkandung dalam
lindi maka diperlukan treatment atau pengolohan khusus
yang baik dan efektif. Salah satu metode yang efektif
dapat mengurangi kadar pencemar limbah dalam bentuk
cair adalah dengan lahan basah buatan atau lebih
dikenal dengan constructed wetland. Constructed
wetland, merupakan metode yang menggunakan media
tanaman yang pada bagian bawahnya di beri batu kerikil,
batu besar, ataupun pasir. Lahan basah buatan sendiri
hampir mirip dengan rawa yang menggunakan tanaman
sebagai media dalam menurunkan kadar pencemar
dengan dibantu oleh pasir, batu kecil, batu besar dan
kerikil, dalam prosesnya untuk mengurangi kadar logam
berat sepeti timbal (Pb) didalam lindi secara biologis dan
fisika.
Tujuan dilaksanakannya penelitian ini adalah untuk
mengurangi kadar limbah yang tinggi dari Pb (timbal)
pada lindi, dan untuk mengetahui berapa persen
efektifitas dari pengurangan logam Pb (timbal) dengan
sistem lahan basah buatan atau constructed wetland
dengan menggunakan dua tanaman Cyperus alterifolius
dan Cyperus papyrus selanjutnya akan dilihat dan
dibandingkan mana tanaman yang lebih baik dalam
pengurangan kadar Pb (timbal) pada air lindi di TPA
Tlekung, Kota Batu
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut rumusan
masalah dari penelitian ini adalah :
1. Apakah fitoremediasi menggunakan tanaman
Cyperus papyrus dan Cyperus alterifolius dengan
metode constructed wetland mampu menurunkan
kadar pencemar logam berat Pb (timbal) pada lindi
terolah TPA Tlekung Kota Batu ?
2. Berapa besar efektifitas tumbuhan Cyperus papyrus
dan Cyperus alterifolius untuk mereduksi kadar
pencemar logam berat Pb (timbal) pada Lindi terolah
TPA Tlekung, Kota Batu sehingga diketauhi tanaman
yang lebih baik dalam menurunkan kadar timbal (Pb)
pada air lindi terolah TPA Tlekung Kota Batu ?
3. Berapa waktu detensi yang baik digunakan pada
tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alterifolius
untuk meremediasi logam berat Pb (timbal) pada air
lindi terolah TPA Tlekung Kota Batu ?
4.
1.3 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah tersebut tujuan
yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
1. Menurunkan kadar pencemar logam berat Pb (timbal)
pada air lindi terolah TPA Tlekung, Kota Batu dengan
menggunakan tanaman Cyperus Papyrus dan
Cyperus alternofolius dengan metode constructed
wetland melalui proses fitoremediasi
2. Mengetahui berapa besar efektifitas tanaman Cyperus
papyrus dan Cyperus alterifolius dalam mereduksi
logam berat Pb (timbal) pada air lindi terolah TPA
Tlekung Kota Batu
3. Mengetahui waktu detensi yang baik yang digunakan
Cyperus papyrus dan Cyperus alterifolius untuk
meremediasi logam berat Pb (timbal) pada air lindi
terolah TPA Tlekung Kota Batu
1.4 Manfaat
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan
kontribusi diantaranya adalah sebagai berikut manfaat :
1 Mengetahui kemampuan tanaman Cyperus papyrus
dan Cyperus alterifolius dalam mereduksi air lindi yang
mengandung Timbal (Pb)
2 Memberikan arahan yang solutif terkait pengolahan air
lindi yang tercemar logam berat Timbal (Pb) secara
ramah lingkungan dan biaya yang murah.
3 Membantu TPA Tlekung, Batu dalam pemilihan
tumbuhan remediasi yang tepat untuk digunakan pada
bak wetland IPAL.
4 Membantu para pengambil keputusan (stakeholder)
dalam menentukan tindakan yang tepat untuk
mencegah terjadinya ketidakseimbangan lingkungan.
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini diantaranya ; 1. Jenis logam berat yang dianalisis adalah Timbal (Pb)
2. Tanaman yang dipakai dalam penelitian adalah
Cyperus Papyrus dan Cyperus alterifolius
3. Metode lahan basah yang dipakai yaitu surface flow
constructed wetland aliran permukaan.
4. Limbah yang digunakan adalah Air Lindi terolah pada
TPA Tlekung, Batu.
5. Tidak menguji kandungan Timbal (Pb) yang terserap
tanaman.
6. Media tanam fitoremediasi menggunakan kerikil dan
pasir
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Lindi
Cairan yang merembes melalui tumpukan sampah
dengan membawa materi terlarut atau tersuspensi
terutama hasil proses dekomposisi materi sampah atau
dapat pula didefinisikan sebagai limbah cair yang timbul
akibat masuknya air eksternal ke dalam timbunan
sampah melarutkan dan membilas materi yang dapat
terlarut, termasuk juga materi organik hasil proses
dekomposisi biologis, lindi yang berasal dari dekomposisi
sampah mengandung bahan pencemar yang dapat
menjadi sumber dari polusi air bila terlepas hingga badan
air atau air tanah (Rilawati,2009).
Lindi adalah cairan dari sampah yang mengandung
unsur-unsur terlarut dan tersuspensi. Air lindi merupakan
cairan yang keluar dari tumpukan sampah, dan ini
merupakan bentuk pencemaran lingkungan yang
dihasilkan oleh timbunan sampah. Sampah yang
tertimbun di lokasi TPA (Tempat Pembuangan Akhir)
mengandung zat organik, jika hujan turun akan
menghasilkan air lindi dengan kandungan mineral dan
zat organik tinggi, bila kondisi aliran air lindi dibiarkan
mengalir ke permukaan tanah dapat menimbulkan efek
negatif bagi lingkungan sekitarnya termasuk manusia
(Munawar,2011).
Lindi adalah semua bahan cair yang terperlokasi
melalui limbah dan dipancarkan dari atau yang
terkandung dalam tempat pembuangan akhir. Lindi terdiri
dari banyak bahan senyawa organik dan anorganik yang
dapat terlarut dan juga tersuspensi yang nantinya akan
membawa potensi pencemaran air tanah dan pada
badan air di alam. Tempat pembuangan akhir lindi
kontaminasi sekunder yang terkait dengan tempat
pembuangan tempat sampah, untuk saat sekarang ini
lindi yang kebanyakan berasal dari tempat pembuangan
sampah akan dikelola di Instalasi pengelolaan limbah
atau IPAL (Rong,2009).
Menurut Tchobanoglous (1993) menyatakan
bahwa lindi (leachate) adalah cairan yang mengandung
unsur-unsur terlarut dan tersuspensi atau cairan yang
melewati landfill dan bercampur serta tersuspensi
dengan zat-zat atau materi yang ada dalam tempat
penimbunan (landfill) tersebut. Lindi merupakan air yang
terbentuk dalam timbunan sampah yang melarutkan
banyak sekali senyawa yang ada sehingga memiliki
kandungan pencemar khusunya zat organik yang sangat
tinggi. Lindi sangat berpotensi menyebabkan
pencemaran air, baik air tanah maupun permukaan
sehingga perlu ditangani dengan baik.
Menurut Paratenta,dkk (2014) lindi merupakan air
yang terbentuk dalam timbunan sampah yang
mealrutkan banyak sekali senyawa yang ada sehingga
memiliki kandungan pencemar yang sangat tinggi,
khususnya zat organk. Cairan tersebut kemudian
mengisi rongga-rongga pada sampah, bila
kapasitasnya telah melampaui kapasitas tekanan air
dari sampah, maka carian tersebut akan keluar dan
mengekstrasikan bahan organik dan anorganik hasil
proses fisika, kimia dan biologis yang terjadi pada
sampah, Tabel 2.1 menjelaskan kareteristik yang ada
pada Air Lind
Tabel 2.1 Karateristik Lindi
Sumber : Ali, 2011
Parameter Satuan Range (ppm)
COD mg/liter 150-100000
BOD5 mg/liter 100-9000
pH mg/liter 5,3-8,5
Alkalinitas mg CaCo3 /liter 300-11500
Hardness mg CaCo3 /liter 500-8900
NH4 mg/liter 1-1500
N-Organik mg/liter 1-2000
N-Total mg/liter 50-5000
Zn mg/liter 0,05-170
MN mg/liter 0,4-50
CN mg/liter 0,04-90
Aox3 mg/liter 320-3500
Phenol mg/liter 0,04-44
As mg/liter 5-1600
Cd mg/liter 0,5-140
Co mg/liter 4-950
Ni mg/liter 20-2050
Pb mg/liter 8-1020
Cr mg/liter 300-1600
Cu mg/liter 4-1400
Hg M g/liter 0,2-50
2.2 Logam berat Timbal (Pb)
Logam berat merupakan unsur yang mempunyai
daya hantar panas dan daya hantar listrik yang tinggi,
serta mempunyai densitas lebih dari 5, logam berat
biasanya bernomor atom 22-29 dan periode 3 sampai
dengan 7 dalam susunan berkala unsur kimia, pada
umumnya semua logam berat tersebar di seluruh
permukaan bumi baik di tanah, air dan udara. Logam
berat ini dapat berbentuk organik, anorganik terlarut atau
terikat dalam suatu partikel (Marinus,2005)
Timbal atau dikenal dengan timah hitam dan dalam
Bahasa ilmiahnya dikenal dengan kata plumbum dan
logam ini disimpulkan dengan Pb. Logam ini termasuk
kedalam logam bergolongan IV-A pada tabel Periodik
Unsur kimia. Mmempunyai nomor atom 82 dengan bobot
atau berat 207,2 adalah suatu logam berat berwarna
kelabu kebiruan dan lunak dengan titik leleh 327oC dan
titik didih 1.620oC. pada suhu 550-600oC Pb menguap
dan membentuk oksigen dalam udara membentuk timbal
dioksida (Denny,2005)
Timbal termasuk dalam kelompok logam berat
golongan IVA dalam sistem periodik unsur kimia,96
mempunyai nomor atom 82 dengan berat atom 207,2,
berbentuk padat pada suhu ruangan, bertitik lebur
327,4oC dan memiliki berat jenis sebesar 11,4/l. Pb
jarang di temukan di alam dalam keadaan bebas
melainkan dalam bentuk senyawa dengan molekul
lain, misalnya dalam bentuk PbBr2 dan PbCl2 (Gusnita,
2012).
Menurut Darmono (1995) timbal atau Pb adalah
jenis logam lunak berwarna coklat kehitaman dan mudah
dimurnikan. Logam Pb lebih tersebar luas dibanding
kebanyakan logam toksik lainnya dan secara alamiah
terdapat pada batu-batuan serta lapisan kerak bumi.
Logam ini terbentuk sulfide logam (PbS) yang sering
disebut dengan galena, berikut ini sifat sifat fisik Timbal
(Pb) dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Sifat-sifat fisik Timbal (Pb)
Sifat Fisika Timbal Timbal (Pb)
Nomor Atom 82
Densitas (g/cm3) 11,34
Titik Lebur (*C) 327,46
Titik didih (*C) 1.749 Kalor peleburan (kJ/mol) 4,77
Kalor penguapan (kJ/mol) 179,5
Kapasitas pada 25*C (J/mol.K) 26.65
Konduktivitas termal pada 300K (W/m K) Ekspansi termal 25*C (µm/mK) Kekerasan (skala Brinell=Mpa)
35,5 28,9 38,6
Sumber : Wijianto, 2013
Timbal (Pb) merupakan salah satu jenis logam
berat yang sering juga disebut dengan isitilah timah
hitam. Timbal memiliki titik lebur yang rendah, mudah
dibentuk memiliki sifat kimia yang aktif sehingga biasa
digunakan untuk melapisi logam agar tidak timbul
perkaratan. Timbal adalah logam yang lunak berwarna
abu-abu kebiruan mengkilat dan memiliki bilangan
oksidasi +2 (Wijianto,2013)
Menurut Junita (2013), evaluasi terhadap
keterpaparan logam Pb, dapat dilakukan dengan
mengetahui batas normal kosentrasi Pb dalam jaringan-
jaringan dan cairan tubuh. Pada manusia dewasa jumlah
kandungan atau kosentrasi Pb dalam darah tidak sama.
Berdasarkan pada perbedaan-perbedaan tersebut maka
kosentrasi Pb dalam darah dapat digolongkan ke dalam
4 kategori yang disajikan pada Table 2.3, seperti berikut
Tabel 2.3 Empat Kategori Pb Dalam Darah Orang Dewasa
Kategori Mg Pb/100 mL
Darah
Deskripsi
A (normal) <40 Normal
B (dapat
ditoleransi)
40-80 Masih dapat
ditoleransi
C (berlebih) 80-120 Mulai
memperlihatkan
tanda - tanda
keracunan ringan
D (tingkat
bahaya)
>120 Mulai
memperlihatkan
tanda – tanda
keracunan berat
Sumber : Junita,2013
2.3 Fitoremediasi
Fitoremediasi didefinisikan sebagai penggunaan
tanaman atau tumbuhan yang digunakan untuk
menghilangkan, mendegradasi, menghancurkan dan
menstabilkan bahan bahan tercemar khususnya logam
berat maupun senyawa organic lainnya. Penelitian yang
dilakukan di lapangan mengatakan bahwa ada beberapa
syarat bagi tanaman untuk melakukan fitoremediasi,
tidak semua jenis tanaman dapat digunakan untuk
melakukan volatilisasi, metabolisme dan akumulasi
semua polutan dengan mekanisme yang sama
(Caroline,2015)
Menurut Caroline (2015), mekanisme kerja
fitoremediasi mencakup proses fitoekstraksi, rhizofiltrasi,
fitodegradasi, fitosbilisasi dan fitovolatilisasi.
1. Fitoekstraksi adalah penyerapan logam berat
oleh akar tanaman dan mengakumulasi logam
berat tersebut ke bagian-bagian tanaman seperti
akar, batang dan daun
2. Rhizofiltrasi adalah pemanfaatan kemampuan
akar tanaman untuk menyerap, mengendapkan,
mengakumulasi logam berat dari aliran limbah
3. Fitodegradasi adalah metabolism logam berat di
dalam jaringan tanaman oleh enzim seperti
dehalogenase
4. Fitostabilisasi adalah kemampuan tanaman
dalam mengekkresikan (mengeluarkan) suatu
senyawa kimia tertentu untuk mengimobilisasi
logam berat di daerah rizosfer (pengakaran)
5. Fitovolatilisasi terjadi ketika tanaman menyerap
logam berat dan melepaskannya ke udara
melalui daun dan logam berat terdegradasi
terlebih dahulu sebelum lewat daun. Proses dan
cara tanaman unutk mereduksi zat pencemar
dengan 6 tahap seperti pada Gambar 2.1 dapat
dilihat di Gambar berikut :
Sumber : Cheng et al, 2014
Gambar 2.1. Enam Proses Fitoremediasi
Menurut National Risk Management Research
Laboratory (2000), fitoremediasi adalah suatu teknik
menggunakan berbagai tanaman untuk mendegradasi,
mengekstrak, menyerap dan menghancurkan
kontaminan atau logam berat dari dalam tanah maupun
air, teknik ini digunakan karena sangat inovatif hemat
biaya dan metode ini lebih baik digunakan pada limbah
limbah berbahaya.
Menurut Cheng et al. (2014) proses fitoremediasi
bergantung pada kemampuan tanaman untuk
mengambil dan/atau memetabolisme polutan zat kurang
beracun. Serapan, akumulasi dan degradasi kontaminan
bergantung pada dari akar tanaman ke batang tanaman.
Tanaman yang digunakan untuk fitoremediasi biasanya
dipilih berdasarkan tingkat pertumbuhan dan biomassa,
kemampuan mereka untuk mentoleransi dan menyerap
kontaminan, kedalaman zona akar tumbuhan, dan
kemampuan tanaman untuk menyerap air tanah atau
mentranspirasikan air tanah, tanaman yang digunakan
pada fitoremediasi seharusnya tidak hanya digunakan
untuk mengakumulasi, mendegradasi atau menguapkan
kontaminan, tapi juga harus tumbuh secara cepat pada
kondisi ekstrim dan pada kondisi yang berbeda
Menurut Varun et al. (2014) menyatakan bahwa
teknik fitoremediasi termasuk sebuah modalitas yang
berbeda, tergantung pada sifat kimia dan sifat dari
kontaminan ( jika itu lembab, menguap atau mengalami
degradasi di tanaman atau dalam tanah). Fitoremediasi
pada dasarnya terdiri dari enam strategi yang berbeda,
meskipun lebih dari satu dapat digunakan pada waktu
yang bersamaan, berikut 6 cara untuk strategi
fitoremediasi pada tanaman dapat dilihat pada Gambar
2.2 berikut ini :
Sumber : Varun et al. (2014)
Gambar 2.2. Enam Strategi Fitoremediasi
1. Phytodegradation (phytotransformation) adalah
kontamin organik terdegradasi atau mineralisasi
di dalam sel tanaman, yang dilakukan oleh enzim
yang spesifik dan mencangkup nitrodutases
(degradasi senyawa nitromatic) dan lakase
(degradasi anilines). Contoh spesies
tanamannya yang memiliki sistem enzimatik
adalah Populus dan Myriophyllium Spicatum
2. Phytostabillization (Phytoimobilization) adalah
senyawa kontaminan, organik atau anorganik,
dimasukkan ke dalam lignin dari dinding sel, sel
sel akar atau dari humus. Logam diendapkan
sebagai bentuk tidak larut secara langsung dari
zona perakar dan kemudian akan terperangkap,
dalam matriks tanah. Tujuannya untuk
menghindari mobilisasi kontaminan membatasi
difusi di tanah. Spesies dari genus
Haumaniastrum, Eragrostis, Ascolepis Gladiol
dan Alyssum adalah contoh tanaman yang
digunakan untuk tujuan tadi
3. Phytovolatilization, teknik ini sangat bergantung
pada kemampuan tanaman untuk menyerap dan
menguapkan logam. Beberapa logam ion pada
kelompok IIB, VA dan VIA dari tabel periodik
(terutama Hg, Se dan As) diserap oleh akar,
diubah menjadi non-toksik, dan Stanleya Pinnata
untuk Se atau tanaman transgenik (dengan gen
bakteri). Teknik ini juga dapat digunakan untuk
senyawa organic
4. Phytoextraction (Phytoaccumulation,
Phytoabsorption atau Phytosequestration) ini
melibatkan penyerapan kontaminan oleh akar
selanjutnya diikuti dengan translokasi dan
akumulasi pada bagian udara. Hal ini terutama
diterapkan untuk logam (Cd, Ni, Cu, Zn, Pb)
tetapi dapat juga digunakan pada elemen lain
seperti (Se dan As) dan senyawa organik. Teknik
ini sangat istimewa menggunakan tanaman
hiperakumulator, yang memiliki kemampuan
untuk menyimpan konsentrasi tinggi tertentu,
contoh tanamannya Splendens, Alyssum
Bertolonii, Caerulescens Thlaspi dan Pteris
5. Phytofiltration menggunakan tanaman untuk
menyerap, mengkonsetrasikan dan atau
mengendapkan kontaminan, logam yang sangat
berat atau unsur-unsur radioaktif, dari media air
melalui sistem akar atau organ terendam lainnya.
Tanaman disimpan dalam sistem hidroponik,
dimana limbah akan disaring oleh akar atau
organ lainnya yang menyerap dan
mengkonstrasikan kontaminan, contoh tanaman
ini adalah Helianthus Annus, Brassica Juncea,
Australis Phragmites dan beberapa spesies
Salix, Populus, lemna dan Callitriche
6. Rhizodegradation (Phytostimulation) adalah
penguraian zat-zat kontaminan oleh aktivitas
mikroba yang berada di sekitar akar tumbuhan.
Misalnya fungi dan bakteri.
Menurut Haruna, Isa dan Suleman (2012), salah
satu cara untuk memulihkan lingkungan tanah dari suatu
kontaminan logam berat adalah menggunakan tanaman,
yaitu dengan cara menanam tanaman yang mampu
menyerap logam berat dari dalam tanah, metode ini
disebut dengan fitoremediasi. Fitoremediasi adalah
upaya penggunaan tanaman dan bagian bagiannya
untuk dekontaminasi limbah dan masalah-masalah
pencemaran lingkungan baik secara ex-situ
menggunakan kolam buatan ataupun secara in-situ
(langsung dilapangan) pada tanah atau tempat yang
terkontaminasi limbah (Hardyanti dan Rahayu,2007)
2.4 Tanaman Penyerap Logam Berat
(hyperaccumulator)
Istilah hiperakumulator diberikan untuk tanaman
yang dapat mengabsorpsi logam berat dalam jumlah
yang besar dari tanah. Selain itu, logam berat tidak hanya
disimpan diakar saja namun ditranslokasi lalu
terakumulasi dalam ogan tumbuhan terutama pada daun,
pada konsentrasi 100-1000 kali lipat lebih tinggi
dibandingkan dengan tanaman non-hiperkumulator
(Rascio dan izzo,2010).
Semua tumbuhan memiliki kemampuan dalam
penyerapan logam, namun dalam jumlah yang berbeda-
beda. Sejumlah tumbuhan dari banyak famili terbukti
memiliki sifat hipertoleran, yakni mampu mengakumulasi
logam dengan konsentrasi tinggi pada jaringan akar dan
tajuknya, sehingga bersifat hiperakumulator. Sifat
hiperakumulator berarti dapa mengakumulasi unsur
logam tertentu dengan kosentrasi tinggi pada tajuknya
dan dapat digunakan dengan tujuan fitoekstraksi. Dalam
proses fitoekstraksi ini logam berat akan diserap oleh
akar tanaman dan di translokasikan ke tajuk untuk diolah
kembali atau dibuang pada saat tanaman dipanen
(Hidayati,2005)
Proses penyerapan logam oleh akar pada
tumbuhan hiperakumulator akan lebih cepat
dibandingkan dengan tanaman biasa, hal ini dapat
dibuktikan ketika dicek pada bagian dari tumbuhannya
khusunya akar yang mengandung logam berat
(Lasat,1996). Menurut Gabbrielli et al. (1991) akar
tumbuhan hiperakumulator mempunyai daya selektifitas
yang tinggi terhadap unsur logam tertentu. Tabel 2.4
menunjukan banyaknya jumlah tumbuhan yang
berpotensi sebagai hiperakumulator sedangkan Tabel
2.4 merupakan tumbuhan berpotensi sebagai akumulator
Sumber: Hidayati,2005
Jenis
Unsur
Kriteria
kandungan %
pada daun
Jumlah
taksa
Jumlah
family
Cd > 0.01 1 1
Co > 0.10 28 11
Cu > 0.10 37 15
Pb > 0.10 14 6
Mg > 0.10 9 5
Ni > 0.10 317 37
Zn > 0.10 11 5
Tabel 2.4 Jumlah Taksa dan Famili Hiperakumulator
Tabel 2.5 Contoh Tanaman Hiperakumulator Pereduksi
Logam Berat
Jenis Kontaminan Tumbuhan
Zn (zinc) Thiaspi caerulescens, T.
calaminare, Sambucus, Rumex
Cd (kadmium) Thiaspi caerulescens,
Sambucus, Rumex, Minulus
guttatus, Loltum miscanthus
Pb (plumbum) Lolium miscanthus, Thiaspi
rotundifoltum
Co (kobalt) Agrostis gigantean,
Haumaniastrum roberti,
Mimulus guttatus
Cu (kuprum) Aeolanthus biformifolius, Loltum
mistcanthus
Mn (mangan) Alyxia rubicaulis
Ni (nikel) Alyssum bertolonii, A.
lesbiacum, Berkheya coddit,
Hybantus floribundus
Cs (sesium) Amaranthus retroflexus
As (arsenik) Reynoutria sachalinensis,
Chlamidomonas sp.
Jenis Kontaminan Tumbuhan
Se (selenium) Astragalus racemosus
Fe (ferum) Poaceae
Hg (merkurium) Arabidopsis thaliana
Salinitas Attriplex spp., Halosarcia spp.,
Enneapogon spp.
Minyak Bumi Euphorbia, Cetraria,
Amaranthus retroflexus
Sumber: Hidayati,2005
Menurt Juhaeti dkk. (2004) banyak penelitian
yang membuktikan bahwa banyak sekali tumbuhan
hiperakumulator di alam yang berasal dari daerah tropis.
Beberapa contoh spesies tumbuhan hiperakumulator
diantaranya Thlaspi calaminare untuk seng (Zn), T.
caerulescens untuk cadmium (Cd), Aeolanthus
biformifollius untuk tembaga (Cu), Phylanthus sepentinus
untuk nikel (Ni), Haumaniastrum robertiiI untuk kobalt
(Co), Astragalus racemosus untuk selesium (Se), dan
Alyxia rubucaullis untuk (Mn) dan untuk (Pb) Lolium
miscanthus.
Kemampuan tumbuhan untuk mengabsropsi
logam sangat bervariasi dan tanaman yang mampu
menyerap logam dengan jumlah yang tinggi disebut
dengan tanaman hiperakumulator. Kriteria untuk
tanaman hiperakumulator dapat digambarkan sebagai
kandungan logam di tunas bahan kering adalah (Cd >
100 mg/kg -1, Cu> 1000 mg/kg -1, Pb > 1000 mg/kg – 1,
Zn > 10.000 mg/kg -1), kemampuannya dalam
menyimpan logam berat di akarnya hingga mencapai 10-
500 kali lebih dibandingkan tanaman non-akumulator
(Sagiroglu et al,2005)
Hiperakumulator dapat didefinisikan sebagai
tanaman yang dapat mengakumulasikan atau menyerap
1000 mg/kg Cu, Co, Cr, Ni dan Pb, atau 10000 mg/kg Fe,
Mn dan Zn pada bahan tunas kering, dan pada tanaman
akumulator. Logam konsentrasi dalam tunas yang selalu
lebih besar dibandingkan di akar, ini menunjukan bahwa
tanaman tadi mempunyai kemampuan khusu dalam
penyerapan logam berat, selain itu hiperakumulator
didefinisikan sebagai tanaman yang pada tunasnya
dapat menyerap logam berat dibandingkan di akarnya,
dengan kata lain berhasil mengurangi kandungan logam
berat dalam tanah. (Nematian dan Kazemeini,2013)
Menurut Rondonuwu (2014) tumbuhan air yang
memiliki sifat hipertoleran terhadap logam berat
merupakan kunci dari karateristik yang mengindikasikan
sifat hiperakumulatornya tumbuhan dapat disebut
hiperakumulator jika memiliki karakteristik sebagai
berikut :
1. Tumbuhan memiliki tingkat laju penyerapan
unsur tertentu dari lingkungannya melebihi jenis
tumbuhan lainnya
2. Tumbuhan dapat mentolerir suatu unsur dalam
tingkat yang tinggi pada jaringan akar dan
tajuknya
3. Tumbuhan memiliki laju translokasi logam berat
dari akar ke tajuk yang tinggi sehingga
akumulasinya pada tajuk lebih tinggi daripada
akar
2.4.1 Pepayungan (Cyperus alternifolius)
Rumput payung (Cyperus alternifolius)
merupakan tumbuhan ramuan, yang tumbuh di daerah
lembab atau di daerah rawa. Pepayungan tumbuh cepat
dengan sistem akar yang kuat. Produktifitasnya tinggi
dan dapat menjadi pemandangan yang menarik.
Pepayungan memiliki akar bawah yang kuat dan batang
yang tegak, dengan konstruksi inti yang berongga dan
tanpa percabangan. Pepayungan mempunyai tahap
pemekaran dari bulan Juni sampai dengan Juli dan tahap
pengguguran adalah Bulan September sampai Oktober.
Pepayungan dapat dengan mudah, mempunyai biji yang
berlipat. Pepayungan secara luas digunakan untuk
keperluan pertamanan (Wang et al, 2002)
Menurut Supradata (2005) berdasarkan hasil dari
penelitian, dapat disimpulkan bahwa tanaman hias jenis
Cyperus alternifolius memiliki kinerja yang baik dalam
pengolahan limbah rumah tangga dengan sistem Lahan
Basah Buatan Aliran Permukaan (SSF-Wetlands).
Melalui perhitungan menggunakan persamaan model
BOD, maka dipastikan ALR (The Areal Loading Rate)
sebesar 16,24 g/m2 hari, dengan waktu tinggal optimal 2
hari, tanaman ini dapat di terapkan untuk menjadi
tanaman pengolahan limbah sekaligus dapat kita
manfaatkan sebagai tanaman, karena memiliki nilai
estetika yang baik. Berikut adalah klasifikasi dan Gambar
2.3 merupakan contoh tanaman “Bintang Air” (Cyperus
alternifolius)
Klasifikasi tumbuhan Cyperus papyrus :
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Divisi : Tracheophyta
Klas : Angiospremae
Sub-klas : Monocotyldoneae
Familia : Cyperaceae
Genus : Cyperus
Spesies : Cyperus alternifolius,L
Menurut Suprihatin (2014) Cyperus alternifolius paling
praktis diperbanyak dengan cara memisahkan rumpun
rumpunnya, namun juga dapat diperbanyak dengan cara
pemotongan daun. Tanaman tersebut telah banyak
dibudidayakan di Indonesia dengan nama daerah/lokal
adalah “Bintang Air” sehingga mudah ditemui
dipekarangan. Kemampuan tanaman Cyperus
alternifolius unutuk menyerap nitrogen (N) dan Fosfor (F)
dibandingkan dengan tanaman lain yang digunakan
dalam sistem lahan basah buatan relatif masih cukup
baik, berikut Tabel 2.5 menjelaskan mengenai
Sumber : Supradata, 2005 Gambar 2.3 Cyperus alternifolius
perbandingan tumbuhan Cyperus dalam mereduksi
logam berat dengan jenis tanaman lain.
Tabel 2.6 Kemampuan Penyerapan Tanaman Cyperus
Sumber : Suprihatin, 2014
2.4.2 Papirus (Cyperus papyrus)
Cyperus papyrus L. bisa digunakan dalam
menurunkan kandungan logam berat, khususnya dalam
bentuk Hg, Pb dan Zn didalam air buangan. Penelitian
lain, mengatakan bahwa Cyperus papyrus mampu
Jenis Tanaman
Kemampuan Penyerapan (Kg/ha/th)
N P
Cyperus 1.100 50
Tyha latifolia 1.000 180
Eichornia crassipes 2.400 350
Pistia stratoites 900 40
Potamogeton
pectinatus
500 40
Ceratophylum
demersum
100 10
menyerap bahan pencemar Nitrogen sebesar 1.100
kg/hektar/tahun, dan Fosfor sebesar 50kg/hektar/tahun.
Manfaat lain dari tumbuhan air ini yakni bisa digunakan
sebagai bahan baku dalam pembuatan kertas dan pulp
(Tosepu,2012)
Cyperus papyrus L adalah tumbuhan monokotil
dan merupakan tanaman tahunan dengan tumbuh
batang hingga 2,5 m. Kemampuan dari Cyperus papyrus
L menjadi tanaman untuk subjek ekologi intens berpusat
pada tingkat pertumbuhan yang luar biasa dan
kemampuan untuk mendaur ulang nutrisi (Oyedeji et al,
2016)
Cyperus papyrus adalah tumbuhan ramuan
raksasa, dengan tinggi 1m sampai dengan 5m. Tanaman
ini adalah tanaman tahunan dengan rimpang yang kasar,
batangnya berbentuk bersegitiga. Berikut ini contoh
tanaman Cyperus papyrus dapat dilihat di Gambar 2.4
dan karakteristik dari Bunga Pepayungan adalah seperti
berikut :
Kingdom : Plantae
Divisi : Magnoliophyta
Kelas : Liliopsida
Ordo : Cyperales
Familia : Cyperaceae
Genus : Cyperus
Spesies : Cyperus papyrus
Menurut Sonwa (2000), Cyperus papyrus atau
sering disebut dengan alang-alang air yang tumbuh di
Eropa Selatan dan Afrika Utara, digunakan sebagai
bahan kertas pada zaman dahulu, tanaman ini dikenal
sebagai bahan untuk membuat kertas pada zaman kuno,
Karakter pohon papyrus ini sangat halus, tanpa bongol-
bongol dan duri-duri yang menuju pada kelompok bunga
besar, nyaman, dan berbentuk rumbai.
2.5 Sistem Lahan Basah Buatan (Constructed
Wetland)
Menurut Supradata (2005), ada 2 (dua) jenis lahan
basah buatan, yaitu jenis aliran permukaan (Surface
Flow) dan aliran bawah permukaan (Sub Surface Flow).
Sumber : Oyedeji et al, 2016
Gambar 2.4 Cyperus papyrus
Namun mengingat bahwa jenis aliran permukaan
(Surface Flow) dapat meningkatkan populasi nyamuk
disekatar lokasi IPAL, maka aliran bawah permukaan
(Sub Surface Flow) lebih layak digunakan sebegai
alternatif sistem pengolahan air limbah domestik di
Indonesia
Teknologi constructed wetland merupakan
sistem pengolahan terencana atau terkontrol yang telah
didesain dan dibangun menggunakan proses alami yang
melibatkan vegetasi, media, dan mikroorganisme untuk
mengolah air limbah. Penggunaan sistem Sub Surface
Flow - Wetland dapat digunakan sebagai alternative, air
mengalir di bawah media sehingga memiliki keuntungan
yaitu tanaman dapat beradaptasi lebih bervariasi
sehingga dapat digunakan sebagai taman dengan
estetika yang baik. Media yang digunakan pada
contructed wetland berupa tanah, pasir, batuan atau
bahan lainnya. Jumlah bahan organic yang dirombak
oleh mikroorganisme pengurai. (Handayani et al, 2014)
Rajbhandari (2008), wetland adalah teknologi
pengolahan air limbah biologis dirancang untuk meniru
proses yang ditemukan di ekosistem lahan basah alami.
Sistem ini menggunakan tanaman lahan basah, tanah
dan mikroorganisme yang terkait untuk mendegradasi.
Wetland memiliki keuntungan antara lain
1. Menggunakan proses yang alami
2. Menggunakan konstruksi yang mudah, dan dapat
ditemukan dimana saja
3. Mudah dioperasikan
4. Harganya yang tidak terlalu mahal
5. Mempunyai proses yang stabil
Wetland banyak diterapkan diberbagai negara karena hal
hal tersebut. Dengan harga yang murah dan terjangkau
wetland mempunyai efektifitas yang tinggi dalam
mereduksi logam logam berat, namun itu juga tergantung
jenis tanaman apa yang dipakai, berikut contoh wetland
horizontal dapat dilihat di Gambar 2.5 dan contoh
Wetland vertical dapat dilihat di gambar Gambar 2.6.
Sumber : Cooper et al., 1996
Gambar 2.5 Horizontal Flow Constructed Wetland
Sumber : Shrestha, 1999
Gambar 2.6. Vertical Flow Construted Wetland
Terdapat dua jenis lahan basah buatan (construted
wetland) yaitu jenis aliran permukaan (Surface Flow) dan
aliran bawah permukaan (Sub Surface Flow). Sistem
lahan basah aliran bawah permukaan merupakan salah
satu sistem pengolahan air limbah jenis lahan basah
buatan, dimana prinsip kerja sistem pengolahan limbah
tersebut dengan perakaran (Rhizosphere) tanaman
tersebut. Bahan organik yang terdapat dalam air limbah
akan dirombak oleh mikroorganisme menjadi senyawa
lebih sederhana dan akan dimanfaatkan oleh tumbuhan
sebagai nutrient. Sedangkan sistem perakaran
tumbuhan air akan menghasilkan oksigen yang dapat
digunakan sebagai sumber energi/katalis untuk
rangkaian proses metabolism bagi kehidupan
mikroorganisme (Anggraeni dkk, 2013).
Menurut Suprihatin (2014) alasan lain yang lebih
teknis adalah berdasarkan pendekatan teknis maupun
efektifitas biaya, sistem tersebut lebih banyak dipilih
dengan alasan lebih murah dibandingkan alternatif
sistem pengolahan limbah yang lainnya. Biaya
operasional dan pemeliharaan yang rendah dan waktu
operasionalnya secara periodik, tidak perlu secara
kontinyu. Sistem wetland ini mempunyai toleransi yang
tinggi terhadap fluktuasi debit air limbah. Mampu
mengolah air limbah dengan berbagai perbedaan jenis
polutan maupun konsentrasinya. Memungkinkan untuk
pelaksanaan pemanfaatan kembali dan daur ulang
airnya.
2.5.1 Jenis-jenis Sistem Lahan Basah
Constructed Wetland terdiri dari dua, yaitu Free
Water Surface dan Subsurface Flow, Free water surface
merupakan saluran dengan lapisan dasar impermiabel
alami maupun buatan berupa tanah liat yang berfungsi
untuk mencegah air merembes keluar dari kolam.
Menurut Hoffman et al, (2011) Klasifikasi
constructed wetland dibedakan berdarsarkan aliran
airnya, Free water surface atau aliran subsurface, dan
wetland juga dapat disesuaikan dengan jenis tanmannya
serta arah aliran airnya, constructed wetland aliran
bawah dirancang untuk menjaga tingkat air yang benar
benar berada di bawah media tanam, berbagai jenis
lahan basah buatan dapat dikombinasikan dengan satu
sama lain untuk membentuk sistem yang lebih baik dan
dapat meningkatkan keuntungan dari setiap sistem, pada
Gambar 2.7 akan menjelaskan tentang klasifikasi
constructed wetland yang terbagi menjadi dua yaitu
Subsurface flow dan Surface Flow
Sumber : Hoffman et al, 2011
Gambar 2.7. klasifikasi wetland
Menurut Supradata (2005) pada prinsipnya
weland di bagi menjadi 2 secara kategori dan skematir
dapat dilihat pada Gambar 2.8 sebagai berikut :
Sumber : Supradata, 2005
Gambar 2.8 Jenis jenis lahan basah
a. Lahan basah alamiah (Natural Wetland)
Sistem ini umumnya merupakan suatu
sistem pengolahan limbah dalam area yang sudah ada
secara alami, contohnya rawa. Kehidupan biota dalam
Lahan Basah Alamiah sangat beragam. Debit air yang
masuk, jenis tanman dan jarak tumbuh pada masing-
masing tanamn tidak direncanakan serta terjadi secara
alami
b. Lahan Basah Buatan (Constructed Wetland)
Sistem pengolahan yang dikarenakan seperti untuk
debit limbah, beban organik, kedalaman media, jenis
tanaman, sehingga kualitas air limbah yang dikeluarkan
dari sistem tersebut dapat dikontrol.
Secara umum lahan basah buatan dibagi menjadi
dua tipe yaitu sistem aliran permukaan atau aliran bawah
permukaan atau sering dikenal sebagai sistem Sub
Surface Wetland perbedaannya aliran dapat dilihat pada
Gambar 2.9 untuk lebih memperjelas
Sumber : Supradata, 2005
Gambar 2.9 Tipe Aliran Lahan Basah Buatan
2.5.2 Media dalam Surface Flow Constructed Wetland
Menurut Siswanto dkk. (2014), constructed
wetland terbuat dari ukuran panjang 90 cm, lebar 50 cm,
dan tinggi 50 cm, terdiri dari media seperti tanah gambut,
kerikil dan air limbah kawasan komersial dan bambu air.
Lalu tanaman di berikan jarak 5 cm per tiap tanaman
setelah itu dialirkan air limbah dengan ketinggian 45 cm
dengan free board 5 cm, pemeliharaan tanman dilakukan
selama 40 hari, perkembangan tanaman harus selalu di
control. Pada minggu terakhir proses aklimatisasi secara
perlahan-lahan dimasukkan air limbah kawasan
komersial 10-15 liter, agar tanaman dapat lebih
menyesuaikan dengan kondisi air limbah
Menurut Soedjono dan Ariani, (2005) Media yang
dimasukan dalam constructed wetland adalah media
berpori. Media yang biasanya digunakan dalam adalah
tanah, kerikil dan batuan. Dalam sistem ini tanaman
melalui akar dan rhizome yang mentransfer oksigen ke
dalam media dan menciptakan kondisi aerobic. Arfiati dkk
(2012) berpendapat media tanam pada constructed
wetland mempunyai tinggi tanaman berkisar 50-60 cm.
jarak antar tanamannya 15 cm, dengan media tanamnya
adalah pasir, kerikil berdiameter 0.8-1.5 cm, dan botol
plastik bekas. Porositas media yang lebih tinggi akan
menghasilkan kualitas keluaran yang lebih baik, substrat
yang biasa digunakan adalah kerikil atau pasir yang
memiliki diameternya berkisar antara 0.5 – 1,3 cm,
namun dalam penggunaannya substrat tadi harus dicuci
dahulu sebelum digunakan sebagai media tempat
bertumbuhnya tanaman di constructed wetland.
2.6 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
Spektrofotometri serapan atom adalah suatu alat
yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan
unsur-unsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada
penyerapan cahaya oleh atom. Metode ini mempunyai
keunggulan dalam hal selektivitas dan sensitivitas yang
cukup baik untuk analisis sampel (Firda, dkk, 2013)
Menurut Cahyady (2009), Prinsip penentuan
metode ini didasarkan pada penyerapan energi radiasi
oleh atom-atom netral pada keadaan dasar, dengan
panjang gelombang tertentu yang menyebabkan
tereksitasinya dalam berbagai tingkat energi. Keadaan
eksitasi ini tidak stabil dan kembali ke tingkat dasar
dengan melepaskan sebagian atau seluruh energi katoda
berongga. Berikut ini adalah peralatan Spektrofotometer
Serapan Atom
1. Sumber radiasi, yang digunakan harus
memancarkan spektrum atom dari unsur yang
ditentukan. Spektrum atom yang dipancarkan
harus terdiri dari garis tajam yang mempunyai
lebar yang sama dengan garis serapan yang
dibutuhkan oleh atom atom
2. Nyala, digunakan untuk mengubah sampel
berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap
atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi.
Untuk spektroskopi nyala suatu persyaratan
penting adalah bahwa nyala yang dipakai
hendaknya menghasilkan lebih dari 2000oK
3. Sistem pembakar-pengabut (nebulizer) adalah
untuk mengubah larutan uji menjadi atom –
atom dalam bentuk gas. Fungsi pengabut
adalah menghasilkan kabut atau aerosol
larutan uji. Larutan yang akan dikabutkan ditarik
ke dalam pipa kapiler oleh aksi semprotan
udara yang ditiupkan melalui ujung kapiler
4. Monokromator adalah untuk memisahkan garis
reonansi dari semua garis yang tak diserap
yang dipancarkan oleh sumber radiasi
5. Detector pada spektrofotometer absorpsi
serapan atom berfungsi mengubah intensitas
radiasi yang datang menjadi arus listik, pada
SSA atom yang umum digunkan sebagai
detector adalah tabung penggandaan foton
6. Read Out merupakan sistem pencatatan hasil.
Hasil bacaan berupa angka atau kurva dari
suatu recorder yang menggambarkan
absorbansi atau intensitas emisi
7. Atomisasi dengan teknik Vapour Hydride
Generation Accessories. Batas deteksi SSA
untuk beberapa logam misalnya As dan Se
hanya sekitar 1𝜇g mL-1 dan tidak mampu
menentukan untuk tingkat yang lebih rendah
ada beberapa zat pereduksi dan sumber atom
hydrogen telah diteliti untuk mereduksi logam
menjadi hidridanya. Ada dua reaksi untuk
metode ini. Teknik yang pertama sekali
digunakan adalah sistem logam – asam.
1.7 Bioconcentration Factor dan Translocation Factor
Menurut Sari, dkk (2017). Faktor biokonsentrasi
(BCF) adalah kemampuan tanaman untuk
mengakumulasi logam tertentu mengakumulasi lgam
tertentu sehubungan dengan konsetrasi dalam air.
Tanaman dibagi menjadi tiga kategori berdasarkan nilai
BCF yang diperoleh yaitu tanaman sebagai akumulator
memiliki BCF > 1, tanaman sebagai excluder mempunyai
BCF << 1 dan tanaman sebagai indikator dengan nilai
BCF mendekati satu, BCF dapat dinayatakan dengan
sebagai berikut :
BCF = 𝑲𝒐𝒏𝒔𝒕𝒓𝒂𝒔𝒊 𝒍𝒐𝒈𝒂𝒎 𝒅𝒂𝒍𝒂𝒎 𝒕𝒂𝒏𝒂𝒎𝒂𝒏 (𝒑𝒑𝒎)
𝑲𝒐𝒏𝒔𝒆𝒕𝒓𝒂𝒔𝒊 𝒍𝒐𝒈𝒂𝒎 𝒅𝒂𝒍𝒂𝒎 𝒂𝒊𝒓 (𝒑𝒑𝒎) ...........(1)
Menurut Busran dan Rachmatiah (2010), Faktor
biokonsentrasi air dengan tanaman merupakan proses
penting dalam kaitannya dengan proses fitoremediasi.
Faktor biokonsentrasi pada dasarnya adalah
perbandingan konsentrasi suatu zat pda jaringan suatu
komponen lingkungan dengan konsentrasi pada media
BCF = 𝑲𝒐𝒏𝒔𝒕𝒓𝒂𝒔𝒊 𝒍𝒐𝒈𝒂𝒎 𝒅𝒂𝒍𝒂𝒎 𝒕𝒂𝒏𝒂𝒎𝒂𝒏 (𝒎𝒈/𝒌𝒈)
𝑲𝒐𝒏𝒔𝒆𝒕𝒓𝒂𝒔𝒊 𝒍𝒐𝒈𝒂𝒎 𝒅𝒂𝒍𝒂𝒎 𝒂𝒊𝒓 (𝒎𝒈/𝒍) ..........(2)
Menurut Irawanto dkk (2015), Dalam proses
fitoekstraksi ini logam berat diserap oleh akar tumbuhan
dan ditranslokasikan ke bagian tumbuhan untuk
disimpan, diolah atau dibuang saat panen kemampuan
Coix lacryma-jobi terhadap paparan logam (Pb dan Cd)
dapat diketahui dengan Translocation Factor,
Translocation Factor dihitung untuk mengetahui
translokasi pencemar logam berat yang masuk ke bagian
tumbuhan dari tanah ke akar ataupun kebagian lain di
tumbuhan, nilai TF > 1 menunjukan bahwa tumbuhan
mentranslokasikan pencemar dengan efektif dari tanah
ke akar, persamaan dari TF sebagai berikut :
TF = 𝑲𝒐𝒏𝒔𝒕𝒓𝒂𝒔𝒊 𝒍𝒐𝒈𝒂𝒎 𝒅𝒊 𝒃𝒂𝒈𝒊𝒂𝒏 𝒕𝒖𝒎𝒃𝒖𝒉𝒂𝒏
𝑲𝒐𝒏𝒔𝒆𝒕𝒓𝒂𝒔𝒊 𝒍𝒐𝒈𝒂𝒎 𝒅𝒊 𝒕𝒂𝒏𝒂𝒉 𝒂𝒕𝒂𝒖 𝒅𝒊 𝒂𝒌𝒂𝒓 .........(3)
Menurut Hamzah dan Pancawati (2013), Biological
Transfer Coeffcient (BTC) atau Translocation Factor (TF)
didefinisikan sebagai konsentrasi logam berat pada daun
dibagi dengan konsentrasi logam berat pada akar atau
dalam persamaan adalah :
BTC/TF = [Logam Berat]daun / [Logam Berat]akar......(4)
BCF pada daun dan akar dihitung untuk
mengetahui seberapa besar konsentrasi logam pada
daun dan akar yang berasal dari lingkungan, nilai
Translocation Factor dihitung untuk mengetahui
perpindahan akumulasi logam dari akar ke tunas. Selisih
antara nilai BCF dan TF digunkan untuk menghitung
Fitoremediasi ( Hamzah dan Setiawan,2010)
III.METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian akan dilaksanakan di Laboraturium
Mekatronika dan Daya Mesin dan Lingkungan, Jurusan
Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Universitas Brawjiaya Malang. Air lindi akan diambil di
TPA Tlekung, Kecamatan Junrejo, Kota Batu yang
secara geografis posisi Kota Batu terletak pada 122o17’
Bujur Timur dan 7’44’’-8’26’’ Lintang selatan dapat dilihat
pada Gambar 3.1 berikut. Pengujian pada sampel akan
dilakukan di Laboratorium Perum Jasa Tirta (PJT) Kota
Malang. Penelitian akan dilaksanakan pada bulan Maret
– Mei 2017
Sumber : Google maps satelite Gambar 3.1. Peta Lokasi TPA Tlekung Kota Batu
3.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah sebagai berikut:
3.2.1 Alat yang Digunakan
Alat yang akan digunakan terbagi menjadi 2 (dua)
macam yaitu alat yang akan digunakan pada proses
fitoremediasi dengan metode Constructed Wetland. Alat
Proses Fitoremediasi (Constructed Wetland) :
1) Bak Constructed Wetland menggunakan ember
berdiameter 30 cm dengan tinggi 30 cm
2) Roll meter dan penggaris untuk mengukur ketinggian
media tanam, tanaman dan genangan air lindi
3) Jirigen digunakan untuk mengambil lindi di TPA
Tlekung
4) Gelas ukur untuk mengukur volume air lindi yang
digunakan pada pengujian
5) Botol sampel untuk pengambilan sampel dari reaktor
setiap waktu detensi yang sudah ditentukan
6) Sarung tangan untuk melindungi tangan dari
kontaminasi logam berat ke tangan
7) Alat tulis dan label untuk memberi keterangan pada
bahan perlakuan dan mencatat.
8) Kamera sebagai alat untuk dokumentasi selama
penelitian berlangsung
3.2.2 Bahan yang Digunakan
1. Pasir dan kerikil sebagai media tanam
2. Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus
alternifolius sebagai tanaman pereduksi logam
Timbal (Pb) pada air lindi
3. Air lindi yang berasal dari IPAL TPA Tlekung,
Kota Batu.
3.3 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode
eksperimental dan data yang diperoleh akan dianalisis
secara deskriptif kualitatif. Eksperimen dilakukan dengan
2 tahapan, yaitu tahapan penelitian awal dan proses
penelitian. Tahapan awal yaitu aklimatisasi dari tanaman
Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius yang
dilakukan dengan melakukan penanaman tanaman
sejumlah bak reaktor dan tahap aklimatisasi tanaman.
Tahapan penelitian selanjutnya yaitu pemberian air lindi
pada bak reaktor fitoremediasi. Tahap pengamatan
proses dan pengambilan sampel dilakukan pada setiap
waktu detensi yang ditentukan. Analisis data diperoleh
dari hasil pengujian kadar Timbal (Pb) dengan
menggunakan alat Spektrofotometer Serapan Atom
(SSA).
Rancangan percobaan yang akan diterapkan
pada penelitian ini adalah rancangan acak kelompok.
Perlakuan yang dipakai adalah 2 jenis tanaman yang
berbeda, dan variasi yang akan digunakan adalah waktu
detensi, setiap perlakuan akan diambil 3 sampel lindi
untuk mewakili setiap ulangannya. Berikut ini adalah
penjabaran dari masing masing variasi waktu detensi
yang digunakan dan perlakuannya
Penelitian ini terdapat tiga (3) Faktor yang digunakan
yaitu faktor pertama adalah fitoremediasi yang terdiri dari
:
C1 : Fitoremediasi menggunakan tanaman Cyperus
papyrus
C2 : Fitoremediasi menggunakan tanaman Cyperus
alternifolius
Kontrol : Bak tanpa tanaman
Faktor kedua yang digunakan yaitu waku detensi (w),
yang terdiri dari :
W1 : Waktu detensi 3 hari
W2 : Waktu detensi 6 hari
W3 : Waktu detensi 9 hari
W4 : Waktu detensi 12 hari
Ditambah dengan 3 kontrol yang hanya
berupa media di beri lindi. Pengadaan kontrol bertujuan
untuk mengetahui apakah ada penurunan dengan tidak
adanya tanaman pada kontrol. Kontrol akan di ambil
pada hari ke - 0, hari ke – 3, hari ke – 6 hari ke – 9 dan
hari ke – 12.
Rancangan penelitian yang digunakan adalah
rancangan acak lengkap Rancangan ini merupakan
rancangan acak lengkap 2 faktorial dengan ini
karakteristik yang perlu diketahui jika menggunakan
rancangan acak lengkap adalah kergaman atau variasi
hanya disebabkan oleh perlakuan yang dicobakan dan
perlakuan tersebut merupakan level-level dari dua faktor
. Keuntungan dari menggunakan rancangan acak
lengkap 2 faktorial adalah banyaknya perlakuan dan
ulanga hanya dibatasi oleh banyaknya unti percobaan
yang tersedia. Berikut adalah contoh rancangan acak
lengkap 2 faktorial dapat dilihat di Tabel 3.1
Tabel 3.1 Data Pengamatan Dengan Rancangan Acak
Lengkap 3 Faktorial
Tanaman
Waktu
Hari ke 3 Hari ke 6 Hari ke 9 Hari ke
12
Cyperus
Papyrus
C1W1 C1W2 C1W3 C1W4
Cyperus
alternifolius
C2W1 C2W2 C2W3 C2W4
Kontrol Kontrol 1 Kontrol 2 Kontrol 3 Kontrol 4
3.4 Tahapan Pelaksanaan Penelitian
Pada penelitian ini akan dibagi menjadi 2 (dua)
tahap yang pertama adalah penelitan pendahuluan dan
selanjutnya akan dilakukan penelitian utama yang terdiri
dari beberapa tahap diantaranya, menganalisis kadar
logam berat Timbal (Pb) pada air lindi, tahap aklimitasi
pada tanaman yang digunakan sebagai penelitian,
pembuatan bak reactor untuk constructed wetland,
pelaksanaan proses fitoremediasi hingga pengujian
kadar logam berat Timbal (Pb) pada air lindi
3.4.1 Tahap pendahuluan
Tahap pendahuluan adalah serangkaian kegiatan
yang dilakukan sebelum dilaksanakan proses penelitian
utama. Tahap ini proses pertama adalah menganalisis
kadar logam awal timbal (Pb) pada air lindi.
Lindi TPA Tlekung, kota Batu diambil pada bak
pertama, pada bak pertama di Tlekung sendiri adalah
proses pengendapan. Sampel diambil menggunakan
botol berukuran 100 ml yang selanjutnya dilakukan
analisis menggunakan AAS di laboratorium. Penelitian
pendahuluan pertama dilakukan pada bulan November
2016 dengan hasil kadar timbal 0,051 ppm dan pada
penelitian selanjutnya dilakukan pada Desember 2016
dengan kadar awal timbal sebesar 1.5 ppm.
3.4.2 Tahap Penelitian
Tahap penelitian memiliki beberapa rangkaian
proses yang meliputi;
a. Persiapan Tumbuhan
Tumbuhan yang akan digunakan pada penelitian
ini adalah tanaman yang pertama adalah tumbuhan
air Cyperus papyrus dan Cyperus alternofolius.
Tumbuhan yang akan digunakan tidak berasal dari
benih melainkan tanaman yang sudah tumbuh.
Kriteria tanaman yang digunakan adalah batang
yang masih segar dan tidak terjadi penguningan,
memilih tumbuhan yang belum mengalami fase
generatif / dewasa, yaitu tumbuhan yang belum
memasuki tahap perbungaan. Tumbuhan ini diambil
seluruh organnya yang meliputi akarnya dengan
panjang akar 8 – 15 cm, tinggi batang yang berkisar
60 – 100 cm. Setiap bak akan diukur beratnya dan
banyak rumpunnya, beratnya 12.3 kg dan banyak
rumpunnya 6 – 8 tanaman dengan tinggi antara 90 –
100 cm.
b. Aklimatisasi Tumbuhan Cyperus papyrus dan
Cyperus alternifolius
Aklimatisasi tumbuhan dilakukan dengan
mengadaptasikan tumbuhan pada kondisi
lingkungan dan media tumbuhnya yang baru
sebelum dilakukan penelitian. Tumbuhan Cyperus
papyrus dan Cyperus alternifolius yang akan
digunakan kemudian dibersihkan dari kotoran atau
lumpur yang menempel untuk selanjutnya
diaklimatisasi dengan menggunakan air bersih
selama 7 x 24 jam dan selanjutnya dengan lindi
selama 7 x 24 jam. Setelah 7 x 24 jam diaklimatisasi,
tumbuhan dianalisa apakah terdapat tanda-tanda
pertumbuhan yang terhambat contohnya seperti
membusuk, tidak segar dan menguning. Ketika
tanaman dirasa sudah dapat beradaptasi dengan
lingkungan pada bak aklimatisasi selanjutnya lindi
akan dibuang dan dibersihkan menggunakan air
bersih yang dialirkan secara terus menerus agar lindi
yang berada di bak dan media ikut terbuang atau
hilang dari bak, selanjutnya tanaman dan dan
medianya sudah dapat digunakan untuk penelitian
lanjutan menggunakan lindi dari TPA Tlekung yang
akan diremediasi.
c. Pembuatan bak reaktor dan media tanam
Bak reaktor yang digunakan dapat dibuat
menggunakan berbagai macam jenis, mulai dari
mika, plastik, bak semen hingga kaca. Penelitian ini
menggunakan ember yang berdiameter 27 cm
dengan tinggi 30 cm. Tidak ada ukuran baku dalam
penentuan panjang lebar maupun tinggi dari bak,
akan tetapi yang perlu diperhatikan adalah
kadalaman tanam untuk fitomediasi harus memenuhi
kriteria yaitu setengah dari tinggi bak yang berarti
mempunyai tinggi 15 cm. Dimensi bak sudah
diperhitungkan untuk faktor pertumbuhan akar
sehingga dengan luas tersebut pertumbuhan akar
tidak terhambat ketika terjadi pertumbuhan pada
perakaran selama proses aklimatisasi dan tahap
penelitian dilakukan. Genangan air minimal yang
digunakan yaitu dengan ketinggian 10 cm.
Media tanam yang dipakai adalah substrat berupa
pasir dan kerikil yang dimasukkan kedalam wadah
pada setiap ember. Semua bak reaktor diberikan
pasir dan kerikil, penempata pasir dan kerikil itu
diawali dengan pasir dengan tinggi 7.5 dan
selanjutnya dengan kerikil dengan tinggi 7.5 cm.
Pertama – tama pasir dan kerikil dicuci
menggunakan air mengalir, selanjutnya dimasukkan
kedalam bak reaktor yang digunakan dalam
penelitian ini. bak yang digunakan sebanyak 12 bak
reaktor dengan tiap bak perlakuan terdiri dari atas
berat yang sama yaitu 12 kg, 12 kg tadi sudah
meliputi media, lindi dan tanamannya yang akan
digunakan. Bak reaktor dan susunan media tanam
yang akan digunakan tertera pada Gambar 3.2
sebagai berikut :
30 Cm
Gambar 3.2. Bak Reaktor dan Media Tanaman
d. Pengambilan Air lindi
Air lindi yang digunakan dalam penelitian ini
berasal dari Instalasi pengolahan air limbah (IPAL)
TPA, Tlekung Kota Batu. Air lindi diambil dari bak
penampungan yang sudah melalui proses
pengendapan di TPA Tlekung Kota Batu
menggunakan jerigen, kemudian dibawa ke
laboratorium untuk diambil sampelnya selanjutnya
diuji kandungan awal Pb sebelum di lakukan penelitian
lanjutan yang langsung dimasukan kedalam bak.
e. Pengamatan
Kerikil
7.5
cm
Lindi
15 cm
Pasir
7.5
cm
Lindi yang telah mengalami perlakuan pada bak
fitoremediasi diamati selama 12 hari dan pengambilan
sampel dilakukan secara destruktif. Kandungan timbal
akan dianalisis menggunakan AAS (Atomic
Adsorption Spectrofotometri). Pengambilan sampel
akan dilakukan pada hari ke – 3, hari ke – 6 hari ke- 9
dan terakhir pada hari ke – 12 selama proses
fitoremediasi. Pengamatan pada tanaman hanya akan
dilakukan pada saat awal penelitian dan akhir
penelitian, dengan cara membagi dua bagian
tanaman, yang pertama adalah zona perakaran yang
sepanjang 8 – 10 cm dan zona batang yang di ambil
diatas zona perakaran sekitar 10 cm. Pengambilan
sampel akan dilakukan pada siang hari pukul 14.00
dan penelitian harianya akan menghitung suhu, pH
dan suhu lingkungan yang ada di Lapangan.
3.5 Pengambilan Data dan Pengujian Data Sampel
Penelitian ini memiliki beberapa tahapan
analisis dalam prosesnya, diantaranya yaitu analisis
sampel yang akan di berikan kepada Laboratorium Kimia
Fakultas MIPA untuk menguji kadar Timbal (Pb), analisis
data dan yang terakhir adalah analisi efektifitas.
Penjelasan lebih dailnya dapat dilihat seperti uraian
berikut ini ;
3.5.1 Data Sampel
Analisa kadar Timbal (Pb) yang dilakukan pada
sampel air lindi sebelum dan sesudah penelitian
dilakukan menggunakan metode spektrofotometri
serapan atom. Metode analisis sampel yang
dilaksanakan pada penelitian ini adalah dengan cara :
1. Diambil sampel dari tiap-tiap bak reaktor
sebanyak 100ml dengan menggunakan botol
sampel pada setiap waktu detensi yang
ditentukan.
2. Diberi keterangan pada label sesuai dengan bak
perlakuan dan waktu detensi yang digunakan.
3. Dianalisis kandungan logam berat timbal (Pb)
dengan menggunakan alat AAS (Atomic
Adsorption Spectrofotometer)
3.5.2 Pengujian Data sampel
Pengujian data sampel merupakan suatu upaya
atau cara untuk mengolah data menjadi informasi
sehingga karakteristik data tersebut bisa dipahami dan
bermanfaat untuk solusi permasalahan, terutama
masalah yang berkaitan dengan penelitian. Atau definisi
lain dari analisis data yaitu kegiatan yang dilakukan untuk
mengubah data hasil dari penelitian menjadi informasi
yang nantinya bisa dipergunakan dalam mengambil
kesimpulan
Pengujian data sampel dapat dilakukan melalui
pengujian laboratorium dan secara matematis. Analisis
data laboratorium didapatkan melalui data pengujian
yang dilakukan di Laboratorium Kimia Fakultas MIPA,
Universitas Brawijaya, Kota Malang dengan
menggunakan metode analisis pada pelarut
menggunakan HNO3 dan metodenya adalah
Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Dalam penelitian
ini, data pengujian berupa kandungan kadar logam berat
timbal (Pb) pada air lindi hasil proses fitoremediasi
menggunakan metode constructed wetland.
Berdasarkan data yang telah didapat melalui pengujian
laboratorium akan dihitung kembali menggunakan
perhitungan matematis, yaitu melalui perhitungan
efektivitas penurunan kandungan logam berat Timbal
oleh tumbuhan Cyperus paprus dan Cyperus
alternofolius agar mengetahui tanaman mana yang
mempunyai nilai efektivitas yang lebih baik. Besar
penurunan kadar logam berat Timbal (Pb) ditampilkan
dalam bentuk uraian tabel dari hasil pengujian hari 0, 3,
6, 9, dan 12. Selanjutnya akan ditampilkan dengan grafik
yang akan menggambarkan hubungan antara
konsentrasi dengan lama waktu detensi. Selain itu, data
pengujian kadar logam berat Timbal (Pb) oleh tanaman
akan ditampilkan tiap-tiap waktu detensi yang digunakan
sehingga dapat dihitung dan dibandingkan efektivitas
remediasi logam berat Timbal (Pb) oleh tanaman dan
menghitung seberapa besar penurunan konsentrasi
logam berat Timbal (Pb) dari waktu detensi yang
digunakan.
3.5.3 Analisa Efektivitas
Efektivitas secara umum adalah menunjukan
seberapa jauh tercapainya tujuan yang terlebih dahulu
ditentukan, efektivitas adalah ukuran yang menyatakan
sampai seberapa jauh tercapainya tujuan yang sudah
ditentukan. Dimana semakin besar presentasi target
yang dicapai, maka akan semakin tinggi efektivitas yang
didapatkan. Mengetahui efektifitas penyisihan oleh
tumbuhan ditentukan dengan persamaan menurut Moa
dan Caroline, (2015) sebagai berikut :
Efektivitas = 𝑥𝑎−𝑥𝑏
𝑥𝑎x 100% .........(5)
Keterangan : xa = konsentrasi awal logam pada
lindi (mg/L)
xb = konsentrasi akhir logam
pada lindi(mg/L)
Nilai efektivitas mengacu pada kemampuan
tumbuhan dalam menyerap kandungan logam berat
Timbal (Pb) pada air lindi. Nilai efektivitas yang baik
adalah yang dapat menghasilkan output (efektivitas)
yang maksimal dengan meminimalkan proses ataupun
sumberdaya yang digunakan
3.6 Analisa Data
Analisa sidik ragam merupakan suatu metode untuk
menguraikan keragaman total data menjadi komponen-
komponen yang mengukur berbagai sumber keragaman.
Menerima hipotesis digunakan uji statistik F karena untuk
mengukur apakah semua variabel independen dalam
penelitian ini secara bersama-sama mempunyai
pengaruh terhadap variabel dependen. Pengujian ini
menggunakan derajat (Alpha) 5%. Apabila hasil uji F
hitung pada table ANOVA lebih besar dari F Tabel (0,05)
maka perlakuan berbeda nyata, namun apabila F hitung
lebih kecil dari F Tabel (0,05) maka dinyatakan tidak
berbeda nyata
Tujuan dari keragaman (varian) adalah untuk
mengetahui pengaruh perbedaan perlakuan terhadap
remediasi logam berat Timbal (Pb) dan variasi waktu.
Analisis data dilakukan dengan menggunakan software
SPSS ( Statistical Product and Service Solution ). Jika
dari perhitungan didapatkan nilai F hitung > F tabel maka
nilainya signifikan dan jika F hitung < F tabel, maka
berarti nilainya tidak signifikan. Pengujian dilakukan
dengan taraf kepercayaan 5 % dan 1 % serta dilakukan
uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) jika terdapat
signifikan pada perlakuan
Kemudian untuk mengetahui hubungan konsentrasi
kadar logam berat Timbal (Pb) pada air lindi terhadap
lama waktu detensi yang diberikan dapat disajikan
dengan Gambar 3.3.
x
X= konsentrasi
Timbal (Pb)
(ppm)
w
W= waktu detensi
(hari)
3 12
Gambar 3.3 Hubungan antara konsentrasi Pb dengan waktu
kontak
3.7 Diagram alir penelelitian
Penelitian ini akan melalui beberapa proses hingga
pada akhirnya dapat mengetahui berapa banyak
penurunan kadar timbal pada setiap tanamannya baik
Cyperus papyru maupun Cyperus alternifolius. Tahap
pertama pada penelitian ini adalah aklimatisasi kedua
tanaman kepada lingkungan barunya. Dilihat apakah ada
tanaman yang mati atau menunjukan tanda tanda
kematian seperti menguning dan layu. Tahapan kedua
adalah memberikan lindi kepada bak constructed wetland
surface flow kedapa dua tanaman Cyperus papyrus dan
Cyperus alternifolius. Tahapan ketiga adalah dilakukan
pengambilan sampel pada hari ke-3, hari ke-6, hari ke-9
dan hari ke-12. Terakhir adalah analisis data dan
interpretasi data dilihat tanaman mana yang lebih baik
antara Cyperus papyrus dan cyperus alternifolius,
melihat kadar penurunan timbal seberapa efektifkan
kedua tanaman tadi mereduksi timbal pada lindi TPA
Tlekung Kota Batu. Berikut adalah Gambar Diagram alir
penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.4
\
\
Gambar 3.4 Diagram Alir Tahapan Penelitian
Persiapan bahan dan alat
Tanaman Cyperus
Air Lindi
Aklimatisasi
Lindi dimasukkan ke dalam bak
Analisa awal
kandungan
Timbal (Pb)
Fitoremediasi
Analisis Data dan Interpretasi data
Diambil sampel air lindi
Analisa kandungan
Timbal (Pb) tiap 3
hari, 6 hari, 9 hari dan
12 hari
Mulai
Selesai
1
4. HASIL dan PEMBAHASAN
4.1 Kondisi TPA Tlekung Batu Kota Batu mempunyai Tempat Pembuangan Akhir yang terletak di Desa Tlekung di Kecamatan Junrejo Kota Batu dengan luas 6,08 Hektar TPA yang dioperasikan sejak bulan Juni 2009 untuk melayani 17 TPS di 3 kecamatan kota Batu. Kota Batu setiap harinya menghasilkan hampir 475 m3 / hari dan sampah yang berhasil diangkut setiap harinya hanya 245 m3 / hari. Air lindi di ambil di TPA Tlekung, Kecamatan Junrejo, Kota Batu yang secara geografis posisi Kota Batu terletak pada 122o17’ Bujur Timur dan 7’44’’-8’26’’ Lintang selatan Air lindi yang dihasilkan dari sampah yang berasal dari masyarakat diberikan perlakuan terlebihi dahulu sebelum di buang ke badan air contoh perlakuan yang ada di TPA Tlekung adalah sedimentasi, aerasi dan pemberian bioaktivator. Berikut ini adalah contoh keadaan kondisi TPA Tlekung dapat dilihat pada Gambar 4.1
Sumber : Dokumentasi Peneliti, 2017
Gambar 4.1 Kondisi Lindi TPA Tlekung
TPA Tlekung sendiri mempunyai 3 perlakuan terhadap lindi yang ada di sana terdapat 3 kolam perlakuan dalam untuk mengolah lindi tersebut, kolam pertama adalah kolam
2
sedimentasi, dimana bertujuan untuk mengendapkan padatan yang ada pada lindi di TPA Tlekung. Kolam selanjutnya adalah kolam aerator yang berfungsi untuk memberikan udara pada lindi agar mikroorganisme dapat tumbuh dan berkembang di kolam lindi tersebut untuk dapat mengurai bahan pencemar yang ada di lindi tersebut seperti logam berat. Kolam yang sama diberikan Bio-Fast sendiri adalah pengkulturan bakteri bakteri yang digunakan untuk pengelolaan limbah biologi. Karena walaupun sudah terolah tapi masih mempunyai kandungan Timbal (Pb) yang cukup tinggi. Pada penelitian kali ini Lindi yang akan digunakan adalah limbah terolah lindi dengan metode constructed wetland, peneliti menggunakan metode constructed wetland karena TPA Tlekung sudah mempunyai kolam constructed wetland namun belum digunakan. 4.2 Karateristik Lindi TPA Tlekung
Penelitian ini akan dilakukan terhadap lindi terolah TPA Tlekung yang berada di Kecamata Junrejo, Kota Batu. Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Mektronika, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang. Kegiatan penelitian yang akan dilakukan adalah menganalisis Kadar Pb yang berada pada lindi, dan membandingkan mana yang terbaik diantara Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius dengan menggunakan metode constructed wetland agar dapat menjadi acuan untuk stakeholder dalam pengambilan keputusan. Karateristik fisik lindi meliputi warna, baru, suhu dan pH. Lindi yang berada di TPA Tlekung sendiri cenderung berwarna gelap serta memiliki bau yang menyengat. Karakteristik fisik lindi TPA Tlekung sebelum perlakuan dapat dilihat pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Karakteristik Fisik Lindi TPA Tlekung Sebelum Perlakuan
No Materi Karakteristik Awal
1 Warna Hitam
2 Bau Menyengat
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
3
Karakteristik kimia lindi TPA Tlekung mengandung logam berat timbal (Pb), lalu dilakukan juga pengukuran derajat keasaman (pH) dan suhu. Perbandingan karateristik ini diambil sebelum dilakukan perlakuan dan dengan standar baku mutu yang ada yaitu baku mutu berdasarkan Peraturan Gubernur Jatim No 72 Tahun 2013. Berikut adalah perbandingan antara karateristik awal lindi TPA Tlekung dengan baku mutu yang ditetapkan dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Perbandingan Karateristik Awal limbah dengan Baku mutu
Peraturan Gubernur Jatim No 72 Tahun 2013
No Materi Karakteristik Awal
Peraturan Gubernur Jatim No 72 Tahun 2013
1 Pb (Timbal) 9.146 ppm 0.1 ppm 2 Derjat
Keasaman (pH) 7.5 6.0 – 9.0
3 Suhu 28oC <38oC
Sumber : Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013
4.3 Pengaruh Tanaman Cyperus Papyrus dan Cyperus alterni folius Terhadap Suhu Hasil pengukuran suhu terhadap Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternofolius sebagai perlakuan dengan variasi waktu detensi. Langkah pertama akan membandingkan suhu pada kontrol dari tiap waktu detensi yang telah ditentukan dimulai dari waktu ke – 0, hari ke – 3, hari ke – 6, hari ke – 9 dan hari ke - 12 didapatkan hasil yang dapat dilihat pada Tabel 4.3. Selanjutnya didapatkan hasil data-data untuk suhu lindi TPA Tlekung pada masing masing kontrol. Tabel 4.3 Rerata Suhu Lindi pada Perlakuan
Waktu
Suhu (oC)
Cyperus papyrus
Cyperus alternifolius
Kontrol
Hari ke – 1 28 28 28.3
Hari ke – 2 27,3 28 28,6
Hari ke – 3 28,67 28,3 28
Hari ke – 4 28,7 27 29,7
4
Hari ke – 5 25,7 27,3 28,6
Hari ke – 6 24,67 25 27,67
Waktu
Suhu (oC)
Cyperus papyrus
Cyperus alternifolius
Kontrol
Hari ke – 8 28,7 28 29,7
Hari ke – 9 28 27,67 31
Hari ke – 10 27,3 27,7 28,7
Hari ke – 11 29 28,7 29,3
Hari ke – 12 28,3 29 26,3
Sumber : Hasil analisa,2017
Data pengambilan suhu dilakukan setiap pengambilan sampel, yaitu pada hari ke-3, hari ke-6, hari ke-9 dan terakhir adalah hari ke 12. Dilakukan pengambilan data suhu pada jam 12.00 setiap pengambilan sampel. Suhu Lindi di bak Constructed Wetland beragam. Faktor yang dapat mempengaruhi beragamnya suhu lindi tersebut antara lain adalah terdapat beberapa hari sebelum atau sesaat sebelum pengambilan sampel terjadi mendung atau hujan yang menyebabkan suhu setiap pengambilan sampel suhu berbeda satu dengan lainnya. Untuk suhu di Laboratorium Mekatronika sendiri pada hari ke-3 atau waktu ke 1 (W1) memiliki suhu 32oC, untuk hari ke - 6 atau pada waktu ke-2 (W2) adalah 35oC, hari ke-9 atau pada waktu ke-3 (W3) sebesar 36oC dan untuk hari terakhir yaitu hari ke-12 atau hari ke-4 (W4) sebesar 37oC. Berikut merupakan diagram perbandingan suhu antara Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan Kontrol dapat dilihat pada Gambar 4.2. Semakin rendah suhu maka fotosintesis akan jadi semakin aktif hal ini karena suhu dipengaruhi pertukaran (metabolisme) dari jumlah oksigen dan makhluk hidup, suhu akan mempengaruhi pembusukan aerobik, perombakan bahan organik dan pertumbuhan organisme, suhu juga dapat mempengaruhi sensitifitas organisme perairan sehingga ikut menyerap logam berat oleh tanaman air (Effendi, 2000)
5
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
Gambar 4.2 Perbandingan Suhu Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan kontrol
Jika dibandingkan suhu kontrol dengan kedua data suhu pada Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius dapat diambil kesimpulan tidak jauh berbeda antara satu dengan lainnya. Suhu yang didapatkan selama penelitian juga tidak melebihi baku mutu suhu yang telah di tetapkan oleh Peraturan Gubernur Provinsi Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013 yang didalamnya menyebutkan bahwa baku mutu suhu adalah <38oC. Menurut Sari, dkk (2015) yang mengatakan bahwa suhu optimum yang dibutuhkan oleh tanaman Cyperus alternifolius untuk berkembang adalah sekitar 26oC dan untuk tanaman Cyperus papyrus dapat hidup pada suhu antara 20oC – 30oC atau suhu yang lebih tinggi karena tanaman ini sering di jumpai didaerah afrika terutama mesir (Serag, 2003).
4.4 Pengaruh Tanaman Cyperus Papyrus dan Cyperus alternifolius Terhadap Derajat Keasaman (pH)
Hasil Pengukuran pH dalam penelitian melihat perbandingan antara pH kontrol dengan Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius sebagai perlakuannya dan waktu detensi sebagai variasinya. Sampel akan di ambil perwaktu detensi yang telah ditentukan yaitu hari ke-3, hari ke-6, hari ke-9 dan hari ke-
6
12. Berikut adalah hasil pH yang didapatkan selama penelitian dapat dilihat pada Tabel 4.4
Tabel 4.4 Rerata pH Lindi pada Perlakuan
Waktu
pH
Kontrol Cyperus papyrus
Cyperus alternifolius
Hari ke – 1 7,9 7,9 7,83
Hari ke – 2 7,87 7,87 7,83
Hari ke – 3 7,87 7,83 7,8
Hari ke – 4 7,83 7,8 7,73
Hari ke – 5 7,83 7,7 7,7
Hari ke – 6 7,83 7,63 7,63
Hari ke – 7 7,6 7,57 7,6
Hari ke – 8 7,53 7,47 7,5
Hari ke – 9 7,4 7,4 7,4
Hari ke – 10 7,37 7,3 7,23
Hari ke – 11 7,3 7,1 7,17
Hari ke - 12 7,17 7,03 6,93
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
Data Hasil Penelitian menunjukan bahwa rata-rata pengukuran pH pada setiap waktu detensi terjadi penurunan. Cyperus papyrus pada hari ke-3 mempunyai rata-rata 7,83 pada hari terakhir penelitian suhu rata-rata akhirnya adalah 7,03 turun 0,80 pHnya sedangkan untuk Cyperus alternifolius mempunyai rata-rata pH awal sebesar 7,8 dan pada pH akhirnya turun hingga 6,93 turun sampai 0,87 sedangkan untuk pH kontrol mempunyai rata rata 7,87 dan pada hari terakhir memiliki rata-rata pHnya 7,17 turun 0,70 pHnya. Menurut Rumajar (2011) Berbagai macam fakor lingkungan yang berpengaruh terhadap logam berat yaitu keasaman tanah, penurunan pH secara umum meningkatkan ketersedian logam berat kecuali Mo dan Se. Berikut merupakan Grafik pearbandingan antara Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan Kontrol dapat dilihat pada Gambar 4.3
7
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
Gambar 4.3 Perbandingan pH Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan Kontrol
Hasil dari Penelitian menunjukan tidak terdapat banyak perbedaan pH antara Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan kontrol. Menurut Sari, dkk (2015) berpendapat bahwa pH yang optimal untuk tumbuh Cyperus alternifolius adalah berkisar antara 5,25 dan 7,25. Cyperus papyrus mempunyai pH yang cocok untuk berkembang adalah berkisar antara 6,2 – 7,6. Kondisi lapang pada saat penelitian kedua tumbuhan baik Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius masih dapat hidup walaupun pH di lapangan bisa mencapai angka 8.
4.5 Pengaruh penurunan Kadar Timbal terhadap tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius
Lindi pada TPA Tlekung Kota Batu diambil 3 kali pengulangan sampel untuk mengetahui kadar timbal awal dengan hasil rata-rata 9.146 mg/L. Lindi yang diambil adalah lindi yang masih pada tahap sedimentasi dan hasil pengujian dilakukan pada bulan Mei. Pengamatan dilakukan selama 12 hari dengan tiap 3 hari dilakukan pengambilan sampel, sampel diambil pada kontrol, tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius berikut merupakan hasil pengukuran kadar Timbal pada lindi TPA Tlekung dapat dilihat pada Tabel 4.5
8
Tabel 4.5 Perbandingan Kadar Timbal di Lindi Pada Perlakuan
Waktu
Kadar Timbal (mg/L)
Kontrol Cyperus papyrus
Cyperus alternifolius
Hari ke – 3 5,213 3,267 4,683
Hari ke – 6 4,167 3,163 3,893
Hari ke – 9 4,12 0,313 0,537
Hari ke – 12 3,67 0,0001* 0,0001*
Sumber : Hasil Penelitian, 2017 *) : limit deteksi oleh AAS 0,001
Data pada Tabel 4.5 dapat dilihat bahwa penurunan pada hari ke-3 dan hari ke-6 tidak terlalu signifikan seperti penurunan pada hari ke-6 ke hari ke-9 dan dari hari ke-9 ke hari ke-12. Data menunjukan dari hari ke-3 sampai hari ke-6 penurunan pada hari ke – 3 sampai hari ke – 6 pada Cyperus papyrus adalah 0,104 ppm dan untuk tanaman Cyperus alternifolius adalah 0,79 ppm. Penyebab terjadinya sedikitnya pengurangan yang terjadi pada hari ke-3 ke hari ke-6 disebabkan oleh tanaman jenuh dalam penyerapan logam berat, karena sebelum dilakukannya penelitian, kedua tanaman dicoba untuk beradaptasi dengan lingkungan barunya, satu minggu diberikan air biasa dan sudah dipindahkan ke dalam bak wetland dan satu minggunya diberikan sedikit lindi untuk melihat apakah kedua tanaman masih bisa bertahan hidup pada kondisi tercemar dengan lindi. Alasan tersebut diperkuat dengan penelitian yang dilakukan Tosepu (2012), pada penelitiannya tumbuhan Cyperus papyrus memiliki daya jenuh pada hari ke-30 sampai hari ke-36, kejenuhan dalam mengakumulasi logam berat plumbum bisa disebebkan kondisi batang tanaman yang memiliki sedikit rongga dan Cyperus papyrus memiliki ruas – ruas rongga pada batangnya. Batang yang tidak terlalu besar seperti Cyperus papyrus tanaman Cyperus alternifolius juga memiliki penyebab yang sama mengapa pada hari ke-3 ke hari ke-6 tidak terjadi
penurunan yang tidak terlalu signifikan. Uji statistik ANNOVA untuk kosentrasi timbal akhir total dengan rancangan acak lengkap 2 faktorial tersaji Tabel 4.6
9
Tabel 4.6 Tabel Annova
Sumber : Hasil Penelitian, 2017 Keterangan : C : Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius, W : Waktu
Data pada Tabel 4.6 menunjukan bahwa terdapat timbal yang tersisa pada bak disetiap perlakuannya. Data hasil perhitungan statistik menunjukan bahwa penggunaan tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius memberikan pengaruh yang nyata dalam kosentrasi yang tersisa pada bak, hal ini ditegaskan oleh nilai Fhitung yang lebih besar dibandingkan dengan Ftabel 0,05. Perlakuan dengan pengaruh akan dilanjutkan dengan uji BNT selanjutnya akan diberikan notasi pada setiap perlakuannya. Nilai BNT pada RAL Faktorial untuk perlakuan dengan tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius adalah 0,2354. Nilai tersebut digunakan untuk pemberian notasi dan untuk mengetahui seberapa pengaruh variasi waktu dalam perlakuan terhadap kosentrasi timbal pada bak. Berikut merupakan hasil perhitungan uji BNT dan pemberian notasi dapat dilihat pada Tabel 4.7.
Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
FHitung Ftabel 5%
C 46,395 2 23,198 321,308 3,4
W 63,619 3 21,206 293,726 3,01
C*W 18,184 6 3,031 41,9779 2,51
GALAT 1,733 24 0,072 - -
TOTAL 129,931 35 - - -
10
Tabel 4.7 Hasil Notasi Uji Statistika BNT
Perlakuan Notasi
C1W4 0 a C2W4 0 a C1W3 0,313 ab C2W3 0,537 b C1W2 3,163 c C1W1 3,267 c Kontrol 4 3,67 d C2W2 3,893 d Kontrol 3 4,12 e Kontrol 2 4,167 e C2W1 4,683 f Kontrol 1 5,213 g
BNT : 0,375 Sumber : Hasil Penelitian, 2017 Keterangan : C1 : Cyperus papyrus, C2 : Cyperus alternifolius, W1 : hari ke -3, W2 : hari ke – 6, W3 : Hari ke – 9, W4 : Hari ke – 12
Pemberian notasi dapat dilakukan dengan cara mengurutkan data dari yang paling terkecil sampai yang terbesar, selanjutnya data dari setiap perlakuan tadi dilakukan pengurangan atau dilihat selesihnya menggunakan angka yang didapatkan dari BNT selanjutnya kita dapat mengetahui notasi apa yang didapatkan dari perlakuan yang kita gunakan. Notasi pada Tabel 4.7 terdapat notasi yang berbeda, notasi tersebut menunjukan bahwa adanya pengaruh yang terjadi setelah diberinya perlakuan terhadap waktu seperti pada waktu ke-4 perlakuan 1 dan 2 atau Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius memberikan perbedaan terhadap hari ke 3 untuk perlakuan 1 dan 2 hari ke-4 diberikan notasi a berbeda dengan perlakuan 1 dan 2 hari ke-3 yang diberikan notasi b. Grafik penurunan kadar timbal terhadap dua perlakuan tadi yaitu Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan kontrol dapat dilihat pada Gambar 4.4
11
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
Gambar 4.4. Perbandingan Kadar Timbal Cyperus papyrus, alternifolius dan Kontrol
Dapat dilihat pada Gambar 4.4 penurunan kadar timbal terjadi terhadap kedua perlakuan baik itu Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan kontrol hal ini dikarenakan kedua tanaman tadi merupakan Hyperaccumulator yang artinya kedua tanaman tersebut dapat menyerap logam berat yang termasuk didalamnya adalah timbal (Pb). Data dapat dilihat bahwa Cyperus papyrus menyerap lebih cepat logam dari pada Cyperus alternifolius hal ini dikarenakan oleh tumbuhan Cyperus papyrus mempunyai batang yang lebih tebal dibandingkan dengan Cyperus alternifolius serta akar yang lebih kuat. Menurut Sheoran dan Sheoran (2006) mengatakan bahwa akar dari cyperus papyrus menangkap banyak logam berat dan dalam wetland akar papyrus berperan sangat penting dalam pemurnian air limbah selanjutnya diikut oleh peran batang dan daun. Tanaman Cyperus papyrus sering digunakan untuk fitoremediasi dikarenakan tanaman ini mampu merespon perubahan kualitas air dala tenggat waktu yang lama dan dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang ekstrim (Yulisa dan Choesin, 2016)
Tanaman Cyperus alternifolius mempunyai akar yang lebih kecil dari pada Cyperus papyrus dan memiliki akar yang lebih pendek ketimbang papyrus hal ini dapat menyebabkan
12
penurunan kadar timbal pada bak yang diberikan Cyperus alternifolius terjadi lebih sedikit dibandingkan pada hari ke-3, hari ke-6 dan hari ke-9 untuk hari ke-12 kedua sampel air yang diberi perlakuan tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius tidak terdeteksi lagi kadar timbal setelah dilakukan pengujian oleh AAS. Menurut Sari, dkk (2015) mengatakan bahwa Cyperus alternifolius memiliki kinerja yang cukup baik dalam pengolahan air limbah rumah tangga dengsan sistem lahan basah buatan aliran bawah permukaan dan menurut Sheron dan Sheron (2006) Cyperus alternifolius merupakan tanaman yang efektif dari cadmium, tembaga, mangan, zinc dan timbal, kebanyakan logam berat diserap oleh akar-akar yang mana sisanya di pindahkan ke lapisan atas dari sediment. Pemeringkatan penyerapan oleh Cyperus alternifolius di Wetland yang pertama adalah perakaran, lalu akar utama, rhizomes, dedaunan dan terakhir adalah pada bagian pucuk (Cheng,2002) Cyperus alternifolius memiliki nilai indeks tertinggi dalam toleransi indeks AMD atau Acid Mine Drainage, dari analisis kimia diindikasikan bahwa AMD memiliki konsentrasi yang tinggi dari Zn, Mn, Pb, Cd, Cu dan SO4
2+ yang berasal dari penambangan timah (Wensheng, 2003). Menurut. Tanaman Cyperus alternifolius ditemukan banyak logam tersimpan pada akar dari tanaman tersebut (Philippe et al, 2014).
Kontrol digunakan untuk melihat apakah dengan hanya menggunakan media terjadi penurunan. Hasil penelitian kadar timbal pada kontrol menurun dari kadar rata-rata 9.14 mg/L turun hingga 3.67 mg/L. Hasil ini menunjukan adanya penurunan yang cukup signifikan namun tidak sebaik kedua tanaman pada penelitian seperti Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius yang pada hari terakhir hingga tidak terdeteksi lagi kadar timbal. Hasil pada hari ke 9 pada kontrol terdapat kenaikan dari hari ke-6, yang pada hari ke-6 mempunyai rata-rata 4,167 naik sedikit pada hari ke-9 mempunyai rata-rata 4,29. Penyerapan Pb yang terjadi adalah fitoekstraksi (fitoakumulasi) yakni proses penyerapan kontaminan bersamaan dengan penyerapan nutrient dan air oleh akar (Paramitasari,2014). Menurut Bangun (2005), keberadaan pH di perairan penting untuk reaksi-reaksi kimia dan senyawa-senyawa yang mengandung racun. Sebagian besar material-material yang bersifat racun akan meningkat
13
toksisitasnya pada kondisi pH rendah. Penurunan pada kontrol dapat terjadi karena adanya beberapa faktor seperti adanya mikroorganisme yang dapat mereduksi timbal seperti contohnya lumut yang menempel pada media batu kecil dan pinggiran bak constructed wetland. Hipotesa ini diperkuat dengan penelitian menurut Yuniasari, dkk (2015) bahwa kadar logam pada bak tanpa tanaman tereduksi dikarenakan logam digunakan sebagai bahan makanan bertahan hidup oleh lumut yang muncul hanya pada bak tersebut. Pertumbuhan tanaman dalam reaktor kontrol tersebut tidak memberikan pengaruh terhadap efisiensi penyerapan logam Pb, hal ini dikarenakan pada reaktor kontrol kadar logam Pb yang rendah dan kadar logam Pb merupakan unsur hara bagi tanaman yaitu sebagai unsur mikro. Pola akumulasi logam berat digambarkan sebagai : akar > daun > shoot (batang) > buah dan akar lateral > akar priemer, daun tua > daun muda (Caroline dan Moa, 2015)
4.6 BCT dan TF dan Analisa Uji Efektifitas 4.6.1 Analisa Uji Efektifitas
Efektifitas penyerapan logam timbal pada tanaman dapat digambarkan dengan kemampuan tanaman dalam menyarap logam timbal timbal. Pada penelitian dengan media tanam berupa pasir dan kerikil. Hasil perhitungan uji efektifitas kadar timbal dapat dilihat pada Tabel 4.8 untuk melihat kadar penyisihan timbal dalam semua perlakuan
14
Tabel 4.8 Uji Efektifitas Kadar Timbal Pada Lindi
Perlakuan Rata rata Penyisihan (%)
C1W1 3,267 64,279
C1W2 3,163 65,416 C1W3 0,313 96,577
C1W4 0,0001 99,999 C2W1 4,683 48,797
C2W2 3,893 57,435 C2W3 0,5367 94,132 C2W4 0,0001 99,999
Kontrol 1 5,213 43,002 Kontrol 2 4,1667 54,442
Kontrol 3 4,29 53,094 Kontrol 4 3,67 59,873
Sumber : Hasil Penelitian, 2017 Keterangan : C1 : Cyperus papyrus, C2 : Cyperus alternifolius, W1 : hari ke -3, W2 : hari ke – 6, W3 : Hari ke – 9, W4 : Hari ke – 12
Pada Tabel 4.8 memperlihatkan hasil pengukuran kadar akhir Timbal pada lindi TPA Tlekung kota Batu. Dapat dilihat bahwa terjadi penurunan nilai kadar timbal yang cukup siginifikan setelah lindi diberikan perlakuan dan kontrol pada kontrol juga terjadi penurunan. Penyisihan kadar timbal terbesar terjadi pada kedua perlakuan karena pada hasil dinyatakan tidak terdapat lagi timbal pada setelah perlakuan yaitu pada C1W4 dan C2W4 yang merupakan waktu pada hari terakhir dengan penyisihan mencapai 99,99891%. Penyisihan kadar terendah adalah C2W1 yaitu 48,79729% yaitu pada waktu pengambilan sampel hari ke-3. Berikut merupakan grafik penyisihan kadar timbal dapat dilihat pada Gambar 4.5
15
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
Gambar 4.5 Penyisihan Kadar Timbal
Dapat dilihat pada Gambar 4.5 menunjukan bahwa penyisihan kadar timbal pada setiap perlakuan baik pada tanaman Cyperus papyrus, Cyperus alternifolius dan kontrol, terlihat bahwa penurunan terjadi pada setiap waktu pengambilan sampel. Pada setiap pengambilan sampel terjadi kenaikan penyisihan kadar timbal setiap pengambilan. Pengambilan sampel waktu 1 atau hari ke-3 didapatkan pada perlakuan satu atau pada tanaman Cyperus papyrus didapatkan kadar pengurangan penyisihan sebesar 64,27947% dan untuk tanaman Cyperus alternifolius 48,79729% dan untuk kontrol terjadi penyisihan 43,00241%, pada waktu ke dua atau pada hari ke-6 didapatkan penyisihan pada C1W2 sebesar 65,41658% dan untuk C2W2 sebsesar 57,43494% dan untuk penyisihan kontrol sebesar 54,44238%, pada waktu ke-3 atau pada hari ke-9 didapatkan C1W3 sebesar 96,57774% dan untuk C2W3 sebesar 94,13186 dan kontrol sebesar 53,09425%, terakhir untuk waktu ke-4 atau pada hari ke-12 penyisihan sebesar 99,99891% untuk C1W4 dan untuk C2W4 mempunyai penyisihan sebesar 99,99891% dan untuk kontrol 59,87317%. Hasil pada waktu ke-4 atau pada hari ke-12 tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius mempunyai nilai penyisihan yang sama dikarenakan hasil yang didapatkan dari uji adalah “tidak terdeteksi” dan data
16
yang di masukkan adalah 0,0001 dikarenakan ketelitian dari pengujian spektrofotometri hanya dapat mencapai empat (4) angka dibelakang koma. Dari data penyisihan dapat dilihat bahwa Cyperus papyrus atau perlakuan 1 mempunyai nilai penurunan yang lebih cepat dari perlakuan 2 yaitu Cyperus alternifolius. Cyperus papyrus mempunyai penurunan yang lebih cepat dikarenakan tanaman tersebut mempunyai batang besar dari pada Cyperus alternifolius dan akar dari Cyperus papyrus lebih besar dari pada Cyperus alternifolius. Menurut Tosepu (2012) Cyperus papyrus mempunyai ruas-ruas rongga pada batangnya, berbuku-buku dan beruas-ruas, serta bersekat pada buku-bukunya dan penyerapan oleh tanaman Cyperus papyrus terjadi melalui akar dan batang dan kemampuannya dalam menyerap logam berat disebabkan karena struktur tubuh yang dimilikinya mempunyai struktur kimia yang baik dalam menetralisir polutan perairan, akar dari Cyperus papyrus mengandung alkaloid, glikosida jantung, flavonoid dan minyak menguap sebanyak 0,3 -1% yang isinya bervariasi.
4.6.2 Biokonsentrasi Faktor dan Translokasi Faktor
Potensi Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius sebagai tanaman hyperaccumulator dapat di buktikan dengan cara perhitungan TF (Translocation Factor) dan BCF (Bioconcentration Factor). Nilai TF digunakan untuk melihat pada bagian mana pada tumbuhan yang mereduksi timbal pada lindi terbsesar sedangkan untuk BCF jika nilai >1 (lebih besar dari satu) maka dapat disimpulkan bahwa tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius dapat menjadi tanaman fitoremediator. Berikut pada Tabel 4.9 akan menunjukan kadar awal dan akhir timbal pada tumbuhan dan Tabel 4.10 akan memperlihatkan hasil perhitungan BCF dan TF
17
Tabel 4.9 Kadar timbal pada Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius
Perlakuan Kosentrasi Pb (mg/L)
Selisih (mg/L) Awal Akhir
Cyperus papyrus akar
0,94 5,97 5.03
Cyperus papyrus batang
0,57 2,47 1,9
Cyperus alternifolius akar
0,91 1,24 0,36
Cyper alternifolius
batang 0,35 0,69 0,34
Sumber : Hasil Penelitian, 2017 Tabel 4.10 Biokonsentrasi Faktor dan Translokasi Faktor
Perlakuan Indikator
BCF TF
Cyperus papyrus akhir 5970 0,413735
Cyperus alternifolius akhir 1240 0,556452
Sumber : Hasil Penelitian, 2017
Hasil pada Tabel 4.9 selisih didapatkan dari kadar akar atau batang akhir di kurangi kadar akar atau batang awal didapatkan selisih pada Cyperus papyrus akar memiliki selisih 5,03 mg/L yang artinya ada penyerapan sebesar penyisihan kadar logam sebesar 5,03 mg/L pada Cyperus papyrus dan untuk bagian batang mampu mereduksi kadar timbal hingga sebesar 1,9 mg/L. Cyperus alternifolius pada bagian akar mampu mereduksi timbal hingga 0,36 mg/L dan untuk bagian batang mampu mereduksi kadar timbal hingga 0,34 mg/L. Hasil dari penelitian dapat dilihat bahwa Cyperus papyrus dapat mereduksi lebih banyak timbal dibandingkan dengan Cyperus alternifolius. Proses penyerapan logam akar pada tumbuhan hiperakumulator lebih cepat dibandingkan tumbuhan normal, terbukti dengan adanya kosentrasi logam yang tinggi pada akar (Hidayati,2005). Translokasi logam dari akar ke bagian-bagian tanaman yang lain dilakukan setelah logam berat masuk di dalam akar tanaman untuk selanjutnya didistribusikan kebagian-bagian tanaman yang
18
lain (batang dan daun) melalui jaringan pengangkutan (floem dan xilem) (Moertinah,2010)
Nilai pada Tabel 4.10 memperlihatkan bahwa nilai BCF pada akhir lebih dari angka satu (>1) maka dapat dikatakan kedua tanaman adalah tanaman hyperakumulator dan fitoremediator yang dapat menurunkan kadar timbal pada lindi. Menurut Hanifah (2006) tanaman dibagi menjadi tiga kategori berdasarkan nilai BCF yang diperoleh yaitu tanaman sebagai akumulator memiliki BCF > 1, tanaman sebagai excluder mempunyai BCF<< 1 dan tanaman sebgai indikator dengan BCF mendekati 1. Hasil uji TF pada Tabel 4.10 terlihat bahwa nilainya kurang dari satu (<1) menunjukan bahwa timbal dapat terakumulasi pada akar Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius. Penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tumbuhan dapat dibagi menjadi tiga proses yaitu penyerapan logam oleh akar, translokasi logam dari akar ke bagian tumbuhan lain, dan lokaisasi logam pada bagian sel tertentu untuk menjaga agar tidak menghambat metabolisme tumbuhan tersebut, agar tumbuhan dapat menyerap logam maka logam harus dibawa ke dalam larutan di sekitar akar (rizosfer) dengan beberapa cara tergantung pada spesies tumbuhannya (Pandia dkk, 2017) dan menurut Nabulo, et al, (2008) tingkatan tertinggi dari jejak logam berat pada tumbuhan yang berada di tempat penelitian adalah pada akar diikuti dengan rhizome dan terakhir pada dedaunan.
19
1
5. KESIMPULAN dan SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius terbukti mampu menurunkan kadar timbal pada lindi TPA Tlekung Kota Batu dengan metode constructed wetland hingga tidak terdeteksi lagi oleh AAS pada hari ke-12
2. Efektifitas dari tumbuhan Cyperus papyrus lebih baik ketimbang Cyperus alternifolius terbukti pada saat hari ke – 3 sampai hari ke - 9 Cyperus papyrus mampu lebih cepat menurunkan kadar logam timbal pada hari ke – 3 sampai hari ke – 9 secara berturut turut Cyperus papyrus memiliki hasil 64.279%, 65.417 %dan 96. 577% sedangkan untuk Cyperus alternifolius hari ke – 3 sampai ke – 9 secara berturut turut Cyperus alternifolius memiliki hasil 48.797, 57.434 dan 94.132.
3. Waktu tinggal terbaik dalam metode constructed wetland dan menggunakan tanaman Cyperus papyrus dan Cyperus alternifolius adalah pada hari ke 12 atau waktu ke 4 dikarenakan logam berat timbal sudah tidak terdeteksi lagi pada hari ke 12 oleh AAS
5.2 Saran
1. Penelitian selanjutnya sebaiknya menghitung juga berat kering dan berat basah dari tanaman, karena itu sangat mempengaruhi dalam penyerapan logam
2. Penelitian selanjutnya juga sebaiknya menghitung berat akhir keseluruhan pada bak constructed wetland
3. Melihat juga keterkaitan antar logam, dikarenakan ada beberapa logam berat yang jika salah satu naik maka ada beberapa logam yang turun
2
60
DAFTAR PUSTAKA Ardyanto, D. 2005. Deteksi Pencemaran Timah Hitam (PB)
Dalam Darah Masyarakat yang Terpajan TImbal (Plumbum). Jurnal Kesehatan Lingkungan, Vol.2,No.1.
Arfiati, W., Wibisono, G., Masrevaniah, A., Suswati, A. 2012. Analisa Luasan Constructed Wetland Menggunakan Tanaman Iris Dalam Mengolah Air Limbah Domestik (Grey Water). Malang : Universitas Brawijaya.
Anggraeni, M., Sunoko, H.R., Hadiyanto. 2013. Pengolahan Effluent dari IPAL Indsutri Farmasi Dengan SIstem Lahan Basah Buatan Aliran Bawah Permukaan (Studi Kasus : PT Phapros TBK, Semarang). Semarang : Universitas Dipenogoro.
Bangun, J. 2005. Kandungan Logam Berat Timbal (Pb) dan Kadmium (Cd) Dalam Air, Sedimen dan Organ Tubuh Ikan Sokang (Triacanthus nieuhofi) di Perairan Ancol, Teluk Jakarta. Bogor : Institut Pertanian Bogor
Busran, P, T dan Indah, R. 2010. Pengaruh Penambahan Logam Zn Pada Serapan Logam Cu Oleh Tanaman Kiapu ( Pistia Stratiotes L) Pada Air. Bandung : Institut Teknologi Bandung.
Cahyady, B. 2009. Studi Tentang Kesensitifan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Teknik Vapour Hydride Generration Accessories (VHGA) Dibandingkan Dengan SSA Nyala Pada Analisis Unsur Arsen (As) Yang Terdapat Dalam Air Minum. Medan : Universitas Sumatra Utara.
Caroline, M dan Moa, A.G., 2015. Fitoremediasi Logam Timbal (Pb) Menggunakan Tanaman Melati Air (Echinodorus palaefolius) Pada Limbah Industri Peleburan Tembaga dan Kuningan. Jurusan Teknik Lingkungan. Surabaya : Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya.
61
Cheng, H., Li, T., Cao, T., Oh, K. 2014. Study on Application of Phytormediation Technlogy in Management and Remediation of Cantminated Soils. Journal
Cheng, H., Li, T., Cao, T., Oh, K. 2014. Reed Beds and Constructed Wetland for Wastewater Treatment. WRc Swindon, UK
Cheng, S., Groose. W., Karrenbrock, F., Thoennessen, M. 2002. Efficiency of Constructed Wetland in Decontamination of Water Polluted by Heavy Metals. Ecological Engineering 18 (3). 317-325
Cooper, F., Job, G., Green, M. 1996. Study on Application of Phytormediation Technlogy in Management and Remediation of Cantminated Soils. Journal of Clean Energy Technologies, Vol. 2, No. 3, July 2014. Pages : 216 – 220.
Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup.UI Press. Jakarta.
Effendi, H. 2000. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kansius : Yogyakarta
Firda, R, D., Zulharmita., Armin, F. 2013. Identifikasi dan Penetapan Kadar Merkuri (Hg) Dalam Krim Pemutih Kosmetik Herbal Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Padang : Universitas Andalas.
Gabbrielli, R., Mattioni, C., Verganno, O. 1991. Accumulation mechanisms and Heavy Metal Tolarance of a Nickel Hyperaccumulator. J Plant Nutr. 14:1067-1080.
Gusnita, D. 2012. Pencemaran Logam Berat Timbal (PB) di Udara dan Upaya Penghapusan Bensin Bertimbal. Peneliti Bidang Komposisi Atmosfir, Lapan.
Hamzah , F dan Setiawan, A. .2010. Accummulation of Heavy Metals Pb, Cu, And Zn in The Mangrove Forest of Muara
62
Angke, North Jakarta . Departement Ilmu dan Teknologi Kelautan. Bogor : IPB.
Handayani, Y. L., Darmayanti. L., Loretha, O. 2014. Kemampuan Constructed Wetland Jenis Alirna Bawah Permukaan (SSF-Wetland) Dalam Mengolah Air Limbah Kawasan Komersial. Jurusan Teknik Sipil. Riau : Universitas Riau
Hanifah, A., Kartika, G.F., Sari, M.E. 2006. Potensi Tanaman Azolla (Azolla pinnanta) Sebagai Fitoremediasi Ion Timabl (II), Ion Kadmium (II) dan Ion Kromium (VI). FMIPA. Riau : Universitas Riau
Hidayati, N. 2005. Fitoremediasi dan Potensi Tumbuhan Hiperakumulator. Bogor : Pusat Penelitian Biologi. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Hoffman, H dan Wingker, M. 2011. Technology Review of Constructed Wetlands Subsurface Flow Constructed Wetlands for Greywater and Domestic Wastewater Treatment. Deutsche Gessellschaft FÜr Internationale Zusammenarbeit (GIZ) Gmbh Sustainabel sanitation – Ecosan Program. Germany : Eschborn
Irawanto, S., Damayanti, A., Tangahu, B.V., Purwanti, I.P. 2015. Kosentrasi Logam Berat (Pb dan Cd) pada Bagian Tumbuhan Akuatik Coix lacryma-jobi (Jali). Kebun Raya Purwodadi dan Teknik Lingkungan. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November
Isa, I., Suleman, N., Haruna, E. 2012. Fitoremediasi Pada Media Tanah yang Mengandung Cu Dengan Tanaman Kangkung Darat. Jurusan Pendidikan Kimia. Fakultas Matematika dan IPA. Gorontalo : Universitas Negeri Gorontalo.
Juhaeti, T., Syarif F., Hidayati, N. 2004. Karakterisasi Limbah dan Vegetasi pada Penambangan Emas Berskala Besar di Pongkor. Laporan Teknik. Bogor : Pusar Penelitian Biologi LIPI.
63
Lasat, M., Baker, A,J,M., Kochian, L, S. 1996. Physiological characterization of Root Zn2+ Absorption and Translocation to Shoot in Zn Hyperccumulator and Nonaccumulator species of Thlaspi. Plant Physiol. 112 : 1715-1722.
Marinus, J. 2005. Kandungan Logam Berat Timbal (Pb) dan Kadmium (Cd) dalam Air, Sedimen dan Organ Tubuh Ikan Sokang (Triacanthus nieuhofi) di Perairan Ancol, Teluk Jakarta. Bogor : Institute Pertanian Bogor.
Moertinah, S. 2010. Kajian Proses Anaerobik Sebagai Alternatif Teknologi Pengolahan Air Limbah Industri Organik Tinggi. Semarang : Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri (BBTPPI)
Munawar, A. 2011. Rembesan Air Lindi (Leachate) Dampak pada Tanaman Pangan dan Kesehatan. Surabaya : Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” (UPN – Press).
Munawar, A. 2011. Monograf Rembesan Air Lindi (Leachate) Dampak pada Tanaman Pangan dan Kesehatan. UPN press, Surabaya, P4-5
Nabulo, G., Origa, Oryem., Nasinyama, G.W., Cole, D. 2008. Assesment of Zn, Cu, Pb and Ni Contamination in Wetland Soils and Plants in The Lake Victoria Basin, Plant Sciene Division, Nottingham : The University Of Nottingham. United Kingdom
Nematian, M, A and Kazemeini, F. 2013. Accumulation of Pb. Zn, Cu and Fe in Plants and Hyperaccumulator choice in Galali Iron Mine Area, Iran. Departement of Biology. Taheran : Payame-Noor University. Iran.
Oyedeji, O., Opoku, A., Ogunwande, I., Lawal, O. 2016. Chemical Composition and Antibacterial Activity of Essential Oils From The Rhizomes of Cyperus Papyrus L. Grown in
64
South A frica. Boletin latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromaticas 15 (3):136 – 143.
Pancawati. Y dan Hamzah. F. 2013. Fitoremediasi Logam Berat dengan Menggunakan Mangrove. Balai Penelitian dan Pengembangan Kelautan dan Perikanan. Kementrian Kelautan dan Perikanan Bali.
Pandia, S., Irhamni., Purba, E., Hasan. W. 2017. Kajian Akumulator Beberapa Tumbuhan Air Dalam Menyerap Logam Berat Secara Fitoremediasi. Fakultas Teknik. Aceh : Universitas Serambi Mekkah
Paramitasari, A. 2014. Kemampuan Tumbuhan Air Kiapu Pistia stratiotes dan Kiambang Salvinia molesta Dalam Fitoremediasi Timbal. Fakultas Kehutanan. Bogor : Institut Pertanian Bogor
Paratenta,M., Pinem, A.P., Ginting. M.S. 2014. Pengolahan Air Lindi TPA Muara Fajar dengan Ultrafiltrasi. Riau : Universitas Riau.
Philipe, A., Masotti, Veronique., Hohener, P., Boudenne, Jean-Luc., Viglione, Julien., Schwob, Laffont-Issabelle. 2014. Constructed Wetland to Reduce Metal Pollution From Industrial Catchments in Aquatic Mediterranean Ecosystem : A Review to Overcome Obstacles and Suggest Potential Solutions. Marseille : Institut mediterranean de Biodeversite et D’ Ecologie Marine et Continentale
Rajbhandari, K. 2008. Sunga Constructed Wetland for Wastewater Management. Nepal : Thimi.
Rascio, N dan Izzo, F.N. 2011. Heavy Metal Hyperaccumulating Plant : How and Why Do They Do It ? And What Makes Them So Interesting. Departement of Biology, Pandova : University Of Padova. Italy.
65
Rilawati, D. 2009. Kajian Penggunaan Boisca Untuk Pemanfaatan Air Lindi (Leachate) Menjadi Pupuk Cair. Surakarta : Universitas Sebelas Maret.
Rondonuwu, S., B. 2014. Fitoremediasi Limbah Merkuri Menggunakan Tanaman dan Sistem Reaktor. Program Studi Biologi. Fakultas Matematika dan IPA. Riau : Universitas sam Ratulangi.
Rong, L. 2009. Management of Landfill Leachate. Tampare University of Applied Sciences. Finland.
Rumajar, A. 2011. Penjajakan Kadar Logam Berat Pb Pada Tanaman Kangkung Darat (Ipomea Reptans Poir) Asal Kecamatan Medan Deli dan Kangkung (Ipomea Aquatic Forsk) Asal Kecamatan Sunggal Kota. Medan : Universitas Sumatra Utara
Sagiroglu, S.S. 2005. Hyperaccumulator Plants of the keban Mining District and Their Possible Impact on the Environment. Geology Departement. Firat University. Turkey.
Sari,M, Eka., Hanifa, A., Kartika, F. 2017. Potensi Tanaman Azolla (Azolla Pinnata) Sebagai Fitoremediator Ion TImbal (II), Ion Kadmium (II) dan Ion Kromium (VI).Riau : Universitas Riau.
Sari, P., Sudarno., Wisnu, Irawan. 2015. Pengaruh Jumlah Tanaman Cyperus alternifolius dan Waktu Tinggal Limbah Dalam Penyisihan Kadar Ammoniak, Nitrit, Dan Nitrat, Fakultas Teknik. Semarang : Universitas Diponegoro
Serag, M. 2003. Ecology and Biomass Production of Cyperus Papyrus L. On The Nile Bank at Damietta, Egypt. Botany Departement. Faculty of Sciene. Egypt : Mansoura University
Shrestha R. 1999. Application of Constructed Wetland for Wastewater Treatment in Nepal, Ph.D.Dissertation, Departement of Sanitary Engineering and Water Pollution
66
Control, University of Agricultural Sciences Vienna, Austria
Sheoran, A.S dan Sheoran, V. 2006. Heavy Metal Removal Mechanism of Acid Mine Drainage in Wetland : A Critical Rewiew : Minerals Engineering 19, 105-106
Soedjono, S, E., Ariani, D, M. 2005. Perencanaan Subsurface Flow Constructed Wetland Dalam Pengolahan Efluen Tangki Septik Pada Daerah Air Tanah Dangkal (Studi Kasus : Perumahan Isatana Bestari Kota Pasuruan). Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November.
Sonwa, M. M. 2000. Isolation and Structure Elucidation of Essential Oil Constituents. Faculty of Chemistry. Hamburg : University of Hamburg. Germany.
Supradata. 2005. Pengolahan Limbah di Domestik Menggunakan Tanaman HIas Cyperus alternofolius, L. Dalam Sistem Lahan Basah Buatan Aliran Bawah Permukaan (SSF-Wetlands). Tesis Teknik Lingkungan. Semarang : Universitas Diponegoro.
Suprihatin. 2014. Penurunan Konsentrasi BOD Limbah Domestik Menggunakan Sistem Wetland Dengan Tanaman Hias Bintang Air (Cyperus Papyrus). Jurusan Teknik Sipil. Surabaya : Institut Pembangunan Surabaya.
Tchobanoglous, G and Theisen H, Vigil SA. 1993. Integrated Solid Waste Management: Engineering Principles and Management Issue. McGraw – Hill. Inc. New York.
Tosepu, R. 2012. Laju Penurunan Logam Berat Plumbum (Pb) dan Cadmium (Cd) oleh Eichornia Crassipes dan Cyperus Papyrus. Program Studi Ilmu Kesehatan Masyarakat. Sulawesi Tenggara : Universitas Haluoleo.
U. S. Environmental Protection Agency. 2000. Introduction to Phytoremediation. National Risk Management Research Laboratory.
67
Varun, M., Pratas, J., Paulo. 2014. Phytoremediation of Soils Contaminated with Metals and Metalloids at Mining Areas : Potential of Native Flora. Environmental Risk Assessment of Soil Contamination. Chapter : 17.
Wang, T.W., Lin, Y. F., Jing, S.R. 2002. Nutrient Removal From Aquaculture Wastewater System using a Constructed Wetland System. Aquaculture, 209:169-184
Wensheng, S. 2003. Exploring the Potential Utilization of Vetiver in Treating Acid Mine Drainage (AMD). Guangzhou : School of Sciene, Sun Yatsen (Zhongshan) University. China.
Wijianto, E. 2013. Validasi Metode Analisis Pb Dengan Menggunakan Flame Spektrofotometer Serapan Atom untuk Studi Biogeokimia dan Toksisitas Logam Timbal Pada Tanaman Tomat (Lycopersicum esculentum). Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam. Lampung : Universitas Lampung.
Yulisa, A dan Choesin, D. 2016. Effectivity of Vetiveria zizanioides and Cyperus papyrus in Reducing Iron (Fe) Concentration in Wastewaster Processed in a Constructed Wetland System. International Journal of Advance in Agricultural & Environmental Engg (IJAEE). Vol. 3, Issue 1 (2016) ISSN 2349-1523 EISSN 2349-1549
Yuniasari, F. C., Prayogo, Budi. T., Rubiantoro. 2015. Studi Efektifitas Fitoremediasi Tanaman Papyrus Payung Guna Mereduksi Logam Besi dan Mangan Pada Air Limbah Pabrik Kulit. Fakultas Teknik. Malang : Univ ersitas Brawijaya