DENGAN TUMBUHAN AIR ( Limnocharis flava )

Ni Made Susun Parwanayoni dan Ni Luh Suriani Jurusan Biologi FMIPA UNUD, Kampus Bukit Jimbaran Bali.

ABSTRAK

Penelitian bioremediasi logam berat timbal (Pb) dan chadmium (Cd) pada air tercemar limbah industri pencelupan dengan tumbuhan air genjer (Limnocharis flava) telah dilakukan dari April sampai September 2010 di Laboratorium Analitik Universitas Udayana.

Penelitian diawali dengan pengambilan sampel air limbah industri pencelupan dan tumbuhan air. Percobaan bioremediasi meliputi pengujian efektifitas tumbuhan air terhadap kemampuan menurunkan kandungan logam berat Pb dan Cd dalam air tercemar limbah industri pencelupan, dan kemampuan dalam mengakumulasi logam berat Pb dan Cd.

Analisis kandungan Pb dan Cd dilakukan dengan menggunakan AAS (Spektrofotometer Absorpsi Atom). Hasil penelitian menunjukkan tumbuhan air (Limnocharis flava) memiliki efektifitas paling tinggi dalam menurunkan kandungan logam berat Pb dan Cd pada air limbah pencelupan yaitu masing-masing 66,41% dan 98,88%, yang terjadi pada penambahan nutrisi 6gr/l. Tumbuhan air mampu mengakumulasi logam berat Pb 6,101 ppm dan Cd 1,923 ppm.

Kata Kunci : Bioremediasi, Logam berat dan Limbah, Limnocharis flava ABSTRACT

Bioremediation research for lead and cadmium in dye polluted waste water from textile industry was conducted using Limnocharis flava. This research was performed from April to September 2010 in Analytical Lab, Udayana University.

Sample of water were taken from dye polluted waste water and aquatic plants. This research include examination of aquatic plants on it effectiveness to reduce lead and cadmium content in dye polluted waste water and it capability to accumulate lead and cadmium in their cell. By using AAS for analyzing Pb and Cd content, it was found that Limnocharis flava is the most effective aquatic plant to reduce that heavy metal in dye polluted waste water. After addition of 6 g/l nutrient, the effectiveness was 66, 41% and 98, 88%. Aquatic plants can accumulate 6,101 ppm and 1, 923 ppm Pb and Cd, respectively.

Keywords: Bioremediation, heavy metals and dye polluted waste water

23

pada manusia dalam jumlah lebih tinggi (Darmono, 1995).

Dewasa ini para peneliti sedang menggalakkan pencarian metode alternatif, salah satunya adalah metode bioremediasi berbasis tumbuhan yang sekarang banyak diteliti dan dikembangkan untuk mengatasi pencemaran di air dan tanah. Genjer (Limnocharis flava) merupakan salah satu jenis tumbuhan air yang potensinya selama ini belum banyak diteliti dan dimanfaatkan sebagai tumbuhan bioremediasi khususnya pada air tercemar limbah industri pencelupan. Tumbuhan ini dapat tumbuh dengan subur pada daerah rawa-rawa baik yang tercemar maupun tidak, disamping itu perkembangbiakannya yang sangat cepat sering menjadi gulma di persawahan. Kemampuannya yang dapat tumbuh pada perairan tercemar, dengan pola adaptasi khusus sehingga mampu bertahan pada lingkungan yang mengandung unsur-unsur toksik atau logam-logam berat (Priyatno dan Joko, 2008; Kurniawan, 2008;

Steenis, 1990). Disamping itu, nutrisi dan lama tumbuhan kontak (waktu tinggal) dengan polutan merupakan faktor yang sangat mempengaruhi bioremediasi. Penambahan nutrisi selain dapat meningkatkan pertumbuhan juga dapat meningkatkan penyerapan polutan (logam-logam berat) di daerah perakaran (Yusmaneli, 2006 dalam Kurniawan, 2008).

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan (efektifitas) tumbuhan air genjer (Limnocharis flava) dalam menurunkan kadar Pb dan Cd pada air tercemar limbah pencelupan, dan untuk mengetahui kemampuan tumbuhan genjer dalam mengakumulasi logam berat Pb dan Cd.

BAHAN DAN METODE

Penelitian dilakukan di Labortaorium Analitik Universitas Udayana, dari bulan April sampai September 2010. Penelitian dilaksanakan dengan menggunakan percobaan faktorial yang disusun dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL), dengan dua faktor perlakuan yaitu konsentrasi nutrisi

(pupuk NPK) (n) dan waktu tinggal (t) (hari ke 0,3,10,20 dan 30). Konsentrasi nutrisi (n) meliputi 5 perlakuan yaitu 0, 3, 6, 9, 12 gr/l. Masing-masing perlakuan diperlakukan pada tumbuhan air, yang digunakan untuk meremediasi air tercemar limbah pencelupan dengan 4 kali ulangan.

Percobaan bioremediasi diawali dengan memasukkan air limbah pencelupan ke dalam masing-masing bak percobaan, sampai 3/4 bagian dari bak percobaan. Kemudian masing-masing bak ditanami dengan tumbuhan air sebanyak satu individu, dan diberi perlakuan sesuai dengan rancangan percobaan. Masing-masing perlakuan dilakukan pemajangan selama 30 hari. Pengamatan atau pengambilan sampel air limbah yang telah diperlakukan atau diremediasi dengan tumbuhan genjer dilakukan setelah pemajangan (waktu tinggal) masing-masing 3, 10, 20 dan 30 hari dari awal pengisian.

Sampel selanjutnya dianalisis di Laboratorium.

Parameter yang diukur setiap retensi waktu dan setiap sampel air limbah yaitu kandungan logam berat Pb dan Cd. Pengukuran dilakukan dengan AAS (Spektrofotometer Absorpsi Atom).

Pengukuran akumulasi Pb dan Cd di dalam tumbuhan genjer dilakukan pada perlakuan yang efektifitasnya paling tinggi dalam menurunkan kandungan Pb dan Cd pada air limbah industri pencelupan. Data dari hasil pengukuran dianalisis secara statistik dengan ANOVA (Analisis of Variance).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Efektifitas Tumbuhan Genjer dalam Menurunkan Kandungan Logam Berat Pb dan Cd pada Air Tercemar Limbah Pencelupan

Hasil penelitian menunjukkan penambahan nutrisi dan waktu retensi berpengaruh nyata terhadap kemampuan atau efektifitas tumbuhan air dalam menurunkan kandungan logam berat Pb dan Cd dalam air tercemar limbah industri pencelupan. Penurunan kandungan Pb paling

Bioremediasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Chadmium (Cd) Pada Air Tercemar ... Susun Parwanayoni dan Suriani

tinggi terjadi pada perlakuan dengan konsentrasi pupuk NPK 6 gr/l, pada retensi waktu 30 hari, yaitu dari 10,182 gr/l pada hari ke 0 menjadi 3,420 gr/l pada hari ke 30 (Tabel 1), dengan efektifitas 66,41% (Gambar 1). Penurunan kandungan Pb paling rendah terjadi pada kontrol (tanpa diberi perlakuan atau tanpa nutrisi) yaitu dari 10,182 gr/l pada hari ke 0 menjadi 9,143 gr/l dengan efektifitas paling rendah yaitu 10,20

%, menunjukkan hasil yang berbeda nyata dengan perlakuan yang lainnya (Tabel 1).

Sedangkan penurunan kandungan Cd paling tinggi terjadi pada perlakuan dengan konsentrasi pupuk NPK 6 gr/l, yaitu dari 3,862 gr/l menjadi 0,043 gr/l pada hari ke 30(Tabel 2), dengan efektifitas 98,88% (Gambar 1).

Penambahan nutrisi dapat mempengaruhi kemampuan tumbuhan air dalam menyerap logam berat Pb maupun Cd. Nutrisi berperan atau diperlukan oleh tumbuhan salah satunya untuk

pertumbuhan. Bila kekurangan nutrisi pertumbuhan akan terhambat, apabila tumbuhan tersebut digunakan sebagai tumbuhan bioremediasi maka bioremediasi juga akan terhambat. Tumbuhan yang pertumbuhannya terhambat dapat menyebabkan mudah terserang penyakit, mekanisme pembentukan zat atau senyawa tertentu yang berperan dalam menghadapi unsur toksik atau bahan pencemar menjadi terhambat pula, sehingga penyerapan atau akumulasi zat pencemar menjadi rendah (Priyatno dan Joko, 2008). Hasil penelitian Heriyanti (2006) dalam Kurniawan (2008) diperoleh bahwa tumbuhan eceng gondok mampu menyerap klorofenol hingga 46,67%

dengan adanya penambahan nutrisi.

Menurut Aiyen (2005) dan Kurniawan (2008) proses dalam bioremediasi menggunakan tumbuhan berjalan secara alami dengan tahapan proses yang dilakukan oleh tumbuhan terhadap Tabel 1. Rata-rata kandungan Pb (ppm) setelah diberi perlakuan dengan penambahan nutrisi dan

retensi waktu yang berbeda.

Waktu retensi Konsentrasi pupuk NPK (n) (gr/l)

hari ke (t) 0 3 6 9 12

0 10,182^a 10,182^a 10,182^a 10,182^a 10,182^a

3 10,052^a 9,705^a 9,320^a 9,830^a 10,046^a

10 9,456^a 8,034^b 7,345^b 9,053^a 9,834^a

20 9,405^a 7,836^b 4,525^c 8,674^a 9,247^a

30 9,143^a 7,045^b 3,420^d 7.405^b 8,956^c

Tabel 2. Rata-rata kandungan Cd (ppm) setelah diberi perlakuan dengan penambahan nutrisi dan retensi waktu yang berbeda.

Waktu retensi Konsentrasi pupuk NPK (n) (gr/l)

hari ke (t) 0 3 6 9 12

0 3,862^a 3,862^a 3,862^a 3,862^a 3,862^a

3 3,201^a 3,180^a 3,045^a 3,120^ab 3,740^a

10 2,879^b 2,655^b 2,145^b 2,536^bd 3,664^a

20 2,705^b 2,405^b 1,048^c 2,054^d 2,905^b

30 2,565^b 1,457^c 0,043^d 1,634^e 2,853^b

25

kontaminan atau bahan pencemar (logam-logam berat), yaitu tumbuhan menarik zat kontaminan dari media sehingga berakumulasi di sekitar akar tumbuhan. Akar tumbuhan kemudian menyerap polutan dan selanjutnya ditranslokasi ke dalam jaringan atau organ tumbuhan. Sehingga terjadi penurunan zat kontaminan dalam lingkungan tempat tumbuh tumbuhan tersebut.

Semakin bertambah waktu retensi maka rata-rata kandungan logam berat Pb maupun Cd dalam air limbah pencelupan semakin menurun.

Hal ini disebabkan karena tumbuhan mampu menyerap ion-ion toksik (logam-logam berat) dari lingkungannya sampai tingkat konsentrasi tertentu, bahkan dapat lebih besar dari konsentrasi medium atau lingkungannya, tergantung kemampuan dari masing-masing jenis tumbuhan (Priyatno dan Joko, 2008). Hasil penelitian Dea (2007) menunjukkan bahwa pada hari ke-7, satu dan tiga rumpun eceng gondok berturut-turut mampu menurunkan kadar logam Pb 96,4% dan 99,7%. Walaupun eceng gondok sangat efektif dari segi penyerapan, namun eceng gondok merupakan tempat berkembangbiaknya nyamuk Mansonia spp sebagai penyebab penyakit kaki gajah (Suyasa dan Wahyu, 2007).

Gambar 1. Efektifitas tumbuhan air genjer dalam menurunkan logam berat Pb dan Cd

pada air tercemar limbah pencelupan Kemampuan Tumbuhan Air dalam Mengakumulasi Logam Berat Pb dan Cd.

Kemampuan tumbuhan genjer dalam mengakumulasi logam berat Pb dan Cd disajikan pada Tabel 3. Tumbuhan air yang diuji hanya yang

memiliki efektifitas paling tinggi, yaitu pada perla-kuan dengan konsentrasi pupuk NPK 6 gr/l, baik pada uji Pb maupun pada Cd.

Tabel 3. Hasil uji kandungan logam berat Pb dan Cd pada tumbuhan air (genjer) yang digunakan untuk percobaan

Pb 7,345 13,446 6,101

Cd 1,862 3,785 1,923

Sifat penyerapan ion oleh tumbuhan juga disebabkan oleh perbedaan kuantitatif akan kebutuhan hara atau nutrisi pada masing-masing jenis tumbuhan. Logam-logam berat dibutuhkan oleh sejumlah jenis tumbuhan sebagai elemen mikro yang berperan dalam proses metabolisme (Anonim, 2008). Hasil penelitian Idiyanti et al., (1995) menunjukan bahwa penambahan nutrisi ke dalam sistem perakaran dapat menurunkan nilai COD rata-rata 73% dalam retensi waktu satu hari. Chadmium (Cd) termasuk dalam elemen stimulator tumbuhan dan secara tidak langsung menguntungkan pertumbuhan melalui penurunan konsentrasi substansi toksik atau dengan menjaga kesehimbangan ion-ion dalam media pertumbuhan. Sejumlah besar eksperimen menunjukkan adanya barier khusus dalam membran yang sesuai untuk suatu ion tertentu dan dapat menyerap ion tersebut, sehingga pada konsentrasi subtrat yang tinggi semua barier berperan pada laju maksimum sampai mencapai laju pengambilan jenuh (Priyatno dan Joko, 2008)

Hasil penelitian Arifin (2007) menunjukkan, Salvonella mollesta merupakan salah satu jenis tumbuhan air yang hidup di daerah persawahan dan genangan air, mampu mengikat logam berat secara fisika dan kimia. Secara fisika yaitu dengan

Logam Berat

Bioremediasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Chadmium (Cd) Pada Air Tercemar ... Susun Parwanayoni dan Suriani

gaya Van Der Walls atau secara kimia dengan membentuk ikatan kimia dengan suatu senyawa yang ada pada tumbuhan.

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan beberapa hal:

1. Tumbuhan air (Limnocharis flava) memiliki efektifitas paling tinggi dalam menurunkan kandungan logam berat Pb dan Cd pada air limbah pencelupan yaitu masing-masing 66,41% dan 98,88%, yang terjadi pada penambahan nutrisi 6 gr/l.

2. Tumbuhan air mampu mengakumulasi logam berat Pb 6,101 ppm dan Cd 1,923 ppm.

Saran

Perlu adanya penelitian lebih lanjut dengan menggunakan tumbuhan air yang lain dan dengan limbah industri yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Bioremoval, Metode Altenatif untuk Menanggulangi Pencemaran Logam Berat, Infokom BPP IKHMI. (diakses 28 Juni 2008).

Aiyen. 2005. Ilmu Remediasi untuk Atasi Pencemaran Tanah di Aceh dan Sumatra Utara, Fakultas Pertanian universitas Tadulako, Palu. Publikasi di Web Site (diakses Juli 2008).

Arifin,M. 2007. Absorbsi Logam Berat oleh Tumbuhan Air (Salvonella Molesta Mithell.), Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makluk Hidup, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.

Dea, H. 2007. Eceng Gondok Pembersih Polutan Logam Berat, Publikasi di Web Site (diakses September 2008).

Idiyanti ,T., S. Aiman, R. Trisnamurti dan S. Inijah.

1995. Pengolahan Sistem Kontinyu Air Limbah Industri Herbisida dengan Lumpur Aktif, Prosiding Lokakarya Nasional Mikrobiologi Lingkungan , Hal 104-113.

Kurniawan, H. 2008. Fitoremidiasi Air Tercemar Triclorophenol dengan Menggunakan Eceng Gondok, Publikasi di Web Site (diakses Juli 2008).

Priyanto, B. dan P. Joko. 2008. Fitoremediasi Sebagai Sebuah Teknologi Pemulihan Pencemaran, Khususnya Logam Berat, Publikasi di web site (diakses 27 September 2008)

Suyasa, B. dan D, Wahyu. 2007. Kemampuan Saringan Pasir–Tanaman Menurunkan Nilai BOD dan COD Air Tercemar Limbah Pencelupan, Jurnal Ecotrophic Universitas Udayana, Volume 2 No 1, Publikasi di Web Site (diakses 27 September 2008).

Steenis,C,G,G,J,V, 1990, Flora, Pradnya Paramita, Jakarta.

27

KONSUMSI SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN MEMICU EKSPRESI