Hasil
Kandungan Timbal (Pb) pada Azolla microphylla, Air, dan Tanah
Berdasarkan uji laboratorium terhadap kandungan timbal yang terdapat pada
Azolla microphylla, tanah dan air pada hari H7 didapatkan hasil secara berurut
yaitu 0,2372 ppm, 0,6013 ppm, 0,1557 ppm dengan pemberian timbal pada konsentrasi 1 ppm, sedangkan pada konsentrasi 5 ppm didapatkan hasil 1,6475 ppm, 2,5764 ppm, dan 0,7440 ppm. Sementara pada hari H14 dengan pemberian timbal pada konsentrasi 1 ppm, kandungan timbal yang terdapat pada Azolla
microphylla, tanah, dan air secara berurut yaitu, 0,2515 ppm, 0,6109 ppm, dan
0,1174 ppm. Sementara pada pemberian timbal mencapai konsentrasi 5 ppm memberikan hasil yaitu 1,7679 ppm, 2,5839 ppm, dan 0,6414 ppm (Lampiran 1).
Gambar 2. Grafik konsentrasi timbal pada Azolla microphylla, tanah, dan air 0 0,2372 1,6475 0 0,2515 1,7679 0 0,6013 2,5764 0 0,6109 2,5839 0 0,1557 0,744 0 0,1174 0,6414 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 1 5 0 1 5 Azolla Tanah Air H7 H14 Perlakuan (ppm) Hari Ke
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Perkembangan Biomassa Azolla microphylla
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dengan memberikan perlakuan tanpa menambahkan Timbal (Pb), dengan menambahkan Timbal 1 ppm, dan 5 ppm pada media tumbuh Azolla microphylla, pengukuran perkembangan biomassa Azolla microphylla yang dilakukan pada hari H7 dan hari H14 semuanya menunjukkan adanya peningkatan. Namun, pada biomassa Azolla
microphylla yang terpapar timbal, penambahan berat tidak terjadi sebanyak
kontrol. Total berat Azolla microphylla tanpa pemberian timbal pada hari H7 yaitu 105,6 gram, sementara berat Azolla microphylla dengan penambahan timbal 1 ppm yaitu 102,1 gram, dan pada konsentrasi 5 ppm hanya 99,6 gram. Sementara pada hari H14, total berat biomassa Azolla microphylla tanpa penambahan timbal sama sekali ialah 153,1 gram, 149,9 gram pada konsentrasi timbal 1 ppm, dan 140,8 gram pada konsentrasi timbal 5 ppm. Kemudian pada pengukuran H28, berat biomassa Azolla microphylla pada perlakuan kontrol mencapai 209,7 gram, pada perlakuan pemberian 1 ppm timbal mencapai 210,3 gram, dan pada perlakuan 5 ppm mencapai 198,5 gram (Lampiran 2).
Gambar 3. Grafik perkembangan biomassa Azolla microphylla
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Kualitas Air
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dengan memberikan perlakuan tanpa menambahkan Timbal (Pb), dengan menambahkan Timbal 1 ppm, dan 5 ppm di air, pengukuran pengaruh Timbal terhadap kualitas air yaitu suhu, DO, dan pH dilakukan pada hari H7 dan H14. Pengukuran suhu pada hari H7 dan H14 tidak menunjukkan begitu banyak perubahan, suhu berada pada kisaran 28-29 oC. Begitu juga dengan pH, nilai pH berada pada kisaran 7,0-7,3. Sementara, DO menunjukkan penurunan hingga 3,9 mg/l, yang awalnya 7,5 mg/l (Lampiran 3).
50 105,6 153,1 209,7 50 102,1 149,9 210,3 50 99,6 140,8 198,5 0 50 100 150 200 250 H H7 H14 H28 0 ppm 1 ppm 5 ppm Hari Ke
Gambar 4. Grafik Suhu pada Media Pengembangan Azolla microphylla
Gambar 5. Grafik DO pada Media Pengembangan Azolla microphylla 28 29 29 28 29 29 28 29 29 27,4 27,6 27,8 28 28,2 28,4 28,6 28,8 29 29,2 H H7 H14 0 ppm 1 ppm 5 ppm 7,5 4,8 5,4 7,5 4,4 3,7 7,5 3,7 3,6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 H H7 H14 0 ppm 1 ppm 5 ppm Hari Ke Hari Ke
Gambar 6. Grafik pH pada Media Pengembangan Azolla microphylla
Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan untuk mencari nilai BCF dengan membagi kandungan timbal pada Azolla microphylla dengan kandungan timbal di air, maka didapatkan hasil 2,1419 pada konsentrasi 1 ppm dan 2,7565 pada konsentrasi 5 ppm (Lampiran 4).
Pembahasan
Kandungan Timbal (Pb) pada Azolla microphylla, Air, dan Tanah
Berdasarkan uji laboratorium terhadap kandungan timbal yang terdapat pada biomassa Azolla microphylla, tanah dan air pada hari H7 dengan perlakuan penambahan timbal 1 ppm, masing-masing sampel mengandung timbal sebanyak antara lain Azolla microphylla 0,2377 ppm, tanah 0,6013 ppm, air 0,1557 ppm. Kemudian pada hari H14 masing-masing sampel memiliki kandungan timbal sebanyak antara lain Azolla microphylla 0,2514 ppm, tanah 0,6109 ppm, dan air 0,1174 ppm. Sementara itu, kandungan timbal yang terdapat pada biomassa
7,0 7,0 7,2 7,0 7,1 7,2 7,0 7,1 7,3 6,9 6,9 7,0 7,0 7,1 7,1 7,2 7,2 7,3 7,3 7,4 H H7 H14 0 ppm 1 ppm 5 ppm Hari Ke
Azolla microphylla, tanah dan air pada hari H7 dengan perlakuan penambahan
timbal 5 ppm, masing-masing sampel mengandung timbal sebanyak antara lain
Azolla microphylla 1,6475 ppm, tanah 2,5764 ppm, air 0,7440 ppm. Kemudian
pada hari H14 masing-masing sampel memiliki kandungan timbal sebanyak antara lain Azolla microphylla 1,7679 ppm, tanah 2,5839 ppm, dan air 0,6414 ppm. Hasil uji statistik ANOVA dengan uji lanjut BNJ menunjukkan bahwa pengaruh konsentrasi timbal sangat nyata terhadap penyerapan Azolla microphylla (Lampiran 5 dan Lampiran 9), begitu juga pengaruh konsentrasi timbal pada perlakuan sangat nyata terhadap konsentrasi timbal yang dilarutkan ke dalam air (Lampiran 6 dan Lampiran 10), dan pengaruh konsentrasi timbal sangat nyata terhadap penyerapan timbal oleh tanah (Lampiran 7 dan Lampiran 11).
Berdasarkan konsentrasi kandungan timbal yang didapat dari hasil uji laboratorium tersebut, diketahui bahwa kandungan timbal pada Azolla
microphylla dan tanah mengalami peningkatan pada hari H14 dibanding pada hari
H7, sementara kandungan timbal di air mengalami penurunan. Pada konsentrasi 1 ppm, kandungan timbal pada Azolla microphylla mengalami peningkatan sebesar 0,0143 ppm, dan di tanah mengalami peningkatan sebesar 0,0097 ppm. Sementara kandungan timbal pada air mengalami penurunan sebesar 0,0383 ppm. Sementara, pada konsentrasi 5 ppm, kandungan timbal pada Azolla microphylla mengalami peningkatan sebesar 0,1204 ppm, dan di tanah mengalami peningkatan sebesar 0,0075 ppm. Sementara kandungan timbal pada air mengalami penurunan sebesar 0,1027 ppm
Kemampuan Azolla microphylla dalam melakukan bioremediasi menyebabkan peningkatan kandungan timbal pada biomassa Azolla microphylla.
Azolla microphylla menyerap timbal dari air sehingga kandungan timbal di air
berkurang (Juhaeti dkk., 2005; Khosravi, 2005). Sementara kandungan timbal di tanah mengalami peningkatan, hal ini disebabkan sedimentasi timbal di tanah. Banyaknya sedimentasi timbal di tanah dipengaruhi oleh tekstur tanah. Biddappa (1981); Elliot dkk. (1986); Harter (1983) diacu oleh McLean dan Bert (1992) mengemukakan bahwa tanah, tanah mineral, dan tanah organik paling banyak menyerap timbal di antara beberapa logam berat lain. Hal ini menjelaskan kenapa timbal banyak yang tersedimentasi di tanah dibandingkan dengan yang larut dalam air. Semakin sedikitnya timbal yang larut dalam air juga mempengaruhi konsentrasi timbal yang diserap oleh Azolla microphylla seperti yang tertera pada Tabel 2 dan Tabel 3. Azolla microphylla menyerap lebih sedikit timbal pada pemberian timbal konsentrasi 1 ppm dibandingkan dengan konsentrasi 5 ppm.
Pada tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi, timbal akan terakumulasi di tanah, dan distribusi timbal yang tidak merata di ekosistem dapat menghalangi fragmen kimia anorganik tanah menyebabkan timbal di tanah menjadi semakin mudah larut dan lebih siap untuk diserap tumbuhan. (US EPA, 1986 diacu oleh Greene, 1993). Timbal yang tersimpan di tanah dipindahkan ke lapisan tanah atas pada permukaan tanah, di mana timbal dapat bertahan bertahun-tahun bahkan hingga 2000 bertahun-tahun (Greene, 1993).
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Perkembangan Biomassa Azolla microphylla
Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan terhadap perkembangan biomassa Azolla microphylla yang dipengaruhi oleh kandungan timbal pada habitatnya, diketahui bahwa berat biomassa Azolla microphylla mengalami penurunan jika dibandingkan dengan kontrol. Pengukuran yang dilakukan pada
hari H7 dengan konsentrasi timbal 1 ppm, berat biomassa Azolla microphylla 3,3% lebih sedikit dibandingkan kontrol, dan dengan konsentrasi 5 ppm beratnya 5,6% lebih sedikit dibandingkan kontrol. Sementara pada hari H14 berat biomassa
Azolla microphylla dengan konsentrasi 1 ppm mengalami pengurangan sebesar
2,1% dibanding kontrol, dan dengan konsentrasi 5 ppm 8% lebih sedikit dibandingkan kontrol. Berdasarkan uji statistik ANOVA dengan uji lanjut BNJ terlihat bahwa perkembangan Azolla microphylla yang paling terhambat ialah pada konsentrasi 5 ppm, pengaruh konsentrasi timbal sangat nyata terhadap perkembangan biomassa Azolla microphylla (Lampiran 8 dan Lampiran 12).
Penelitian yang dilakukan oleh Karimi dkk., (2013) pada tanaman Vicia
faba dan Brassica arvensis, Bharwana dkk. (2013) pada pembibitan cotton, Singh
dkk. (2013) pada tumbuhan air Hydrilla verticillata memaparkan bahwa tumbuhan dapat hidup pada media yang terpapar timbal, tetapi mengalami hambatan untuk berkembang. Menurut Karimi dkk. (2013) hal ini diduga terjadi karena tidak seimbangnya nutrisi yang tersedia menyebabkan unsur logam berat lebih banyak terakumulasi pada jaringan tumbuhan sehingga kemampuan tumbuhan untuk menyerap nutrisi berkurang.
Xu dan Shi (2000) diacu oleh Cheng (2003) menjelaskan bahwa akumulasi unsur logam berat non-essensial bagi tumbuhan seperti Pb dalam jumlah banyak akan berdampak negatif pada penyerapan dan pemindahan unsur esensial, mengganggu metabolisme, dan mempengaruhi pertumbuhan dan reproduksi. Namun, Zhang dkk. (1999) diacu oleh Cheng (2003) menerangkan bahwa ketersediaan logam berat dengan dosis rendah dan tinggi dapat memperlihatkan efek yang berlawanan pada aktifitas fisiologi tumbuhan. Secara prosedur, aktifitas
fisiologi dan biokimia tumbuhan meningkat menghasilkan produk metabolisme dalam jumlah banyak seperti glutathione (GSH), asam oksalat (oxalic acid), histidin, sitrat, dan protein pengikat logam untuk mengikat logam berat dan mendetoksifikasinya.
Pengaruh Keberadaan Timbal (Pb) terhadap Kualitas Air
Berdasarkan pengukuran kualitas air yang dilakukan pada media tumbuh
Azolla microphylla, pengukuran kualitas air pada parameter suhu, DO, dan pH,
diketahui bahwa nilai DO terendah terdapat pada konsentrasi timbal 5 ppm, pada hari H7 maupun H14. Sementara pH tertinggi pada perlakuan pemberian timbal 5 ppm pada hari H14 yaitu 7,3. Pemberian timbal pada konsentrasi 1 dan 5 ppm tidak begitu berdampak pada nilai pH. Namun, keberadaan logam berat di air mempengaruhi dampak yang nyata terhadap kandungan DO di air. Penelitian yang dilakukan oleh Abumourad dkk. (2013) menunjukkan bahwa konsentrasi timbal di suatu perairan menunjukkan korelasi yang bertolak belakang dengan konsentrasi DO dan tidak ada perbedaan yang signifikan terhadap nilai pH dan temperatur.
pH merupakan faktor yang mempengaruhi dalam pembentukan spesies logam, kelarutan, transportasi, dan ketersediaan biologis logam dalam larutan air. Logam terlarut lebih berpotensi menjadi tersedia untuk berikatan pada proses biologi ketika pH menurun (Salomons, 1995 diacu oleh John dan Joel, 1996; Tak dkk., 2013).
Laju reaksi kimia sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu (Elder, 1989 diacu oleh John dan Joel 1996). Peningkatan suhu 10 oC dapat meningkatkan laju reaksi biokimia menjadi dua kali lipat. Suhu juga dapat mempengaruhi jumlah
penyerapan logam oleh organisme karena laju proses biologis yang meningkat ketika suhu meningkat (Luoma, 1983; Prosi, 1989 diacu oleh John dan Joel 1996).
Konsentrasi DO dalam air memberikan efek pada kelarutan logam yang mengendalikan potensi redoks. Biasanya, potensi redoks semakin tinggi seiring dengan meningkatnya konsentrasi DO dan kelarutan logam ke dalam air menjadi lebih besar, kecuali untuk besi dan mangan. Sebaliknya ketika DO menurun maka potensi redoks menjadi semakin kecil sehingga kelarutan logam menjadi rendah dan menyebabkan logam tersedimentasi (Tayab, 1991).
Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Berdasarkan perhitungan BCF, diketahui bahwa nilai BCF pada hari H7 dengan konsentrasi timbal 1 ppm yaitu 0,2372 dan dengan konsentrasi 5 ppm bernilai 0,3295. Sementara pada hari H14 dengan konsentrasi timbal 1 ppm bernilai 0,2515 dan dengan konsentrasi 5 ppm bernilai 0,3536. Berdasarkan Tabel hasil nilai BCF dapat dilihat nilai BCF pada perlakuan 1 ppm lebih rendah daripada perlakuan 5 ppm. Selain itu, nilai BCF kedua perlakuan lebih tinggi pada hari H14 dibanding pada hari H7.
Spesies tanaman dan ketersediaan unsur esensial juga mempengaruhi tingkat penyerapan logam. Ketersediaan hara dari nutrisi esensial yang melimpah seperti fosfor dan kalsium dapat mengurangi penyerapan unsur non-esensial oleh tanaman, tapi menyerap unsur yang mirip secara kimia seperi arsenik dan kadmium (Chaney, 1988 diacu oleh John dan Joel, 1996).
Tak dkk. (2013) dalam jurnalnya menjelaskan bahwa keberhasilan fitoremediasi tergantung pada kontaminasi tanah, ketersediaan biologis kontaminan logam, bentuk fraksi logam yang tersedia secara biologi di tanah dan
kemampuan tumbuhan untuk menyerap dan mengakumulasi logam. Umumnya, tumbuhan dengan kapasitas akumulasi logam yang sangat tinggi tumbuh dengan lambat dan menghasilkan biomassa yang terbatas, terutama ketika konsentrasi logam di tanah tinggi.