7
2.1 Pencemaran Air
Makhluk hidup yang ada di bumi ini tidak terlepas dari kebutuhan akan
air. Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi. Air bersih
sangat diperlukan oleh umat manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari,
untuk keperluan industri, untuk kegiatan laboratorium, untuk kebersihan sanitasi
kota, maupun untuk keperluan pertanian, peternakan dan lain-lainnya. Masalah
utama yang dihadapi adalah mendapatkan air yang baik sesuai standard
tertentu/baku mutu kualitas air. Saat ini air menjadi barang yang mahal, karena
air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan
manusia, baik limbah rumah tangga, industri, laboratorium maupun limbah dari
kegiatan-kegiatan lainnya. Air dikatakan tercemar apabila air tersebut telah
menyimpang dari keadaan normalnya. Keadaan normal air masih tergantung pada
faktor penentu, yaitu kegunaan air itu sendiri dan asal sumber air. (Wardhana,
2001 ).
Berdasarkan Peraturan Pemerintah RI No. 82. Tahun 2001 tentang
Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Pencemaran air
adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau
komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan
manusia, sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan
Adanya kegiatan manusia sehari-hari menyebabkan bertambahnya jumlah
bahan pencemar pada air. Menurut Rickim Mulia (2005) pencemar air dapat
dikategorikan sebagai berikut :
a. Infectious Agents
Bahan pencemar yang paling sering menyebabkan gangguan kesehatan
manusia adalah mikroorganisme patogen. Sumber utama mikroorganisme
patogen berasal dari kotoran manusia dan hewan yang tidak dikelola dengan
baik.
b. Zat –zat pengikat oksigen
Jumlah oksigen terlarut dalam air merupakan indikator yang baik untuk
menentukan kualitas air dan kehidupan di dalam air. Air dengan kandungan
oksigen lebih besar dari enam ppm dapat mendukung kehidupan ikan dan
kehidupan air lainnya. Sedangkan air dengan kandungan oksigen lebih kecil
dari dua ppm hanya mendukung kehidupan cacing, bakteri, jamur, dan
mikroorganisme pengurai.
c. Sedimen
Sedimen meliputi tanah dan pasir yang umumnya masuk ke badan air akibat
erosi atau banjir. Keberadaan sedimen di dalam air menyebabkan terjadinya
peningkatan kekeruhan air. Kekeruhan air dapat menghambat transfer oksigen
dari atmosfir ke dalam air.
d. Nutrisi / unsur hara
Nutrisis/unsur hara, khususnya nitrat dan fosfat dapat mengakibatkan
perairan sebagai akibat pengayaan air dengan nutrien /unsur hara yang
dibutuhkan oleh tumbuhan disebut Eutrofikasi. Hal ini menyebabkan badan
air menjadi keruh dan bau.
e. Pencemar anorganik
Pencemar anorganik, seperti logam, garam, asam dan basa dapat masuk ke
badan air melalui proses alam ataupun sebagai akibat aktivitas manusia.
Beberapa jenis logam seperti merkuri, timbal, kadmium dan nikel, dengan
konsentrasi relatif kecil sudah dapat membahayakan makhluk hidup. Logam
merupakan zat yang sangat persisten sehingga dapat berakumulasi pada
rantai makanan dan berdampak pada manusia.
f. Zat kimia organik
Ribuan zat kimia organik digunakan di dalam industri kimia untuk membuat
pestisida, plastik, produk farmasi, pigmen, dan produk lain yang kita
gunakan setiap hari. Banyak dari zat kimia organik ini memiliki toksisitas
yang tinggi. Kontaminasi air permukaaan dan air tanah dengan zat kimia
organik dapat mengancam kesehatan manusia.
g. Energi panas
Kenaikan/penurunan temperatur air dari kondisi normal dapat memperburuk
kualitas air dan kehidupan di dalamnya. Kenaikan temperatur sebagai akibat
pembuangan air limbah yang mengandung panas juga menyebabkan
h. Zat radioaktif
Pengaruh zat radioaktif dapat bersifat akut atau kronis. Pada kadar yang
tinggi, pengaruh radioaktif terhadap makhluk hidup bersifat akut. Hal ini
menyebabkan gangguan proses pembelahan sel dan mengakibatkan rusaknya
kromosom. Pengaruh kronis yang muncul dalam jangka waktu lama dapat
terjadi pada genetik (sistem reproduksi) dan somatik (sel tubuh).
2.2 Indikator Pencemaran Air
Menurut Wardana (2001), pembuangan air limbah secara langsung ke
lingkungan merupakan penyebab utama terjadinya pencemaran air. Limbah (baik
berupa padatan maupun cairan) yang masuk ke air lingkungan menyebabkan
terjadinya penyimpangan dari keadaan normal air dan ini berarti suatu
pencemaran. Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah
adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati seperti :
1. Ada perubahan suhu air
2. Ada perubahan pH atau konsentrasi ion Hidrogen.
3. Ada perubahan warna, bau dan rasa air.
4. Timbul endapan, koloidal, bahan terlarut
5. Ada mikroorganisme
2.3 Limbah Cair
Menurut Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1997
tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah adalah sisa suatu usaha atau
hasil buangan bahan-bahan yang telah terpakai dari suatu proses produksi
industri, domestik, pertanian, rumah sakit, dan laboratorium yang tersuspensi dan
terlarut di dalam air.
2.4 Klasifikasi Limbah Berdasarkan Jenis Sumber
Limbah menurut jenis sumber dapat di klasifikasikan sebagai berikut ini :
2.4.1 Industri
Menurut Undang–Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1997
tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah industri adalah sisa suatu
kegiatan atau proses produksi.
2.4.2 Domestik
Limbah domestik berasal dari pemukiman, pertokoan, hotel, rumah sakit
dan sebagainya. Limbah ini dapat berupa sampah organik, sampah anorganik, dan
deterjen. Sampah organik merupakan sampah yang dapat terurai oleh aktifitas
bakteri seperti sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dan dedaunan. Sampah anorganik
adalah sampah yang tidak dapat terurai
2.4.3 Laboratorium
Limbah laboratorium berasal dari buangan hasil reaksi-reaksi larutan
kimia dalam suatu analisis, praktikum dan penelitian. Larutan kimia tersebut
mengandung logam berat yang sangat berbahaya bagi mahkluk hidup dan
lingkungannya jika dibuang ke lingkungan tanpa pengolahan limbah terlebih
dahulu. Komposisi limbah yang dihasilkan di suatu laboratorium sangat
tergantung pada jenis kegiatan analisis dan alat laboratorium yang digunakan.
kegiatan praktikum, penelitian dan pengujian sampel berupa air bawah tanah, air permukaan, limbah, tanah, dan makanan. Walaupun kegiatan pengujian di laboratorium tidak menghasilkan volume limbah yang cukup banyak, namun limbah laboratorium berdasarkan sifat dan karakteristiknya dapat digolongkan sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3). Limbah cair laboratorium umumnya mengandung unsur logam-logam berat berbahaya seperti Pb, Cd, Hg, As dan logam - logam lainnya serta senyawa kimia yang berbahaya (NO2, NH3 dan lain-lain).
2.5 Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)
Menurut Undang–Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1997
tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah bahan berbahaya dan beracun
(B3) adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya
dan beracun, yang sifat, konsentrasi, dan jumlahnya, baik secara langsung maupun
tidak langsung dapat mencemarkan, merusak, dan membahayakan lingkungan
hidup, kesehatan, dan kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lainnya.
Limbah B3 diidentifikasi sebagai bahan kimia dengan karakteristik :
a. Mudah meledak b. Mudah terbakar c. Bersifat reaktif d. Beracun e. Penyebab infeksi f. Bersifat korosif
2.6 Logam Berat
Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila terakumulasi secara
berlebihan di dalam tubuh, akumulasi logam berat menyebabkan tingginya
konsentrasi logam tersebut di dalam tubuh. (Ridhowati, 2013 ).
Logam berat masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan baik dari
tumbuh-tumbuhan (sayur-sayuran dan buah-buahan) yang tumbuh dalam tanah
pertanian yang tercemar banyak logam berat ataupun bahan kimia yang
digunakan dalam pertanian. Logam berat juga dapat terakumulasi dalam tubuh
manusia karena mengkonsumsi daging ternak ataupun ikan yang tercemar logam
berat. Bahan logam merupakan masalah dunia karena dapat menimbulkan polusi
ekosistem, dan para ekologis berusaha mengidentifikasi cara untuk kontrol dan
monitor polusi logam dengan tujuan untuk mempertahankan keseimbangan
ekosistem alami.
Logam berat yang mencemari lingkungan, sebagian besar disebarkan
melalui jalur air, dan proses ini akan lebih cepat bila memasuki tubuh manusia
melalui rantai makanan. Apabila suatu logam terakumulasi pada jaringan hewan
dan tumbuhan yang kemudian dikonsumsi manusia tentunya manusia sebagai
rantai makanan tertinggi pada piramida makanan, maka dalam tubuhnya akan
terakumulasi logam berat tersebut.
2.6.1 Logam Timbal (Pb)
Logam timbal (Pb) adalah salah satu logam berat, lunak, berwarna abu-abu
dibentuk, dan memiliki sifat kimia yang aktif. Selain itu Pb meleleh pada suhu
3280 C, titik didih 17400 C, dan berat atom 207,20 (Ridhowati, 2013)
Timbal (Pb) merupakan logam yang bersifat toksik. Keracunan Pb bisa
terjadi melalui jalur makanan, minuman, pernafasan, kontak lewat kulit, dan mata.
Pencemaran yang ditimbulkan Pb berasal dari sumber alami maupun limbah hasil
kegiatan manusia dengan jumlah yang terus meningkat, baik di lingkungan air,
udara maupun darat. Lingkungan yang terkontaminasi Pb dengan konsentrasi
tinggi dapat mengganggu kesehatan manusia seperti terjadi peningkatan kadar Pb
dalam darah yang mengakibatkan gangguan terhadap sistem syaraf pusat, dan
dapat mengurangi kecerdasan (IQ) pada anak-anak. Gejala keracunan Pb pada
anak-anak yaitu nafsu makan berkurang, sakit perut dan muntah-muntah, bergerak
terasa kaku, tak ingin bergerak, sempoyongan bila bergerak, sulit berbicara dan
hasil tes psikologik sangat rendah. Sedangkan pada orang dewasa gejala
keracunan Pb adalah kepucatan, sakit perut, muntah-muntah, anemia, dan yang
paling sering adalah warna biru pada gusi.(Darmono, 1995).
2.6.2 Logam Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat dengan penyebaran yang
sangat luas di alam, dengan nomor atom 48 beratatom112,40; titik cair 321ºC
serta titik didih 765ºC. Di alam kadmium bersenyawa dengan belerang (S) (CdS).
Kadmium merupakan logam lunak (cuctile) berwarna putih perak dan mudah
teroksidasi oleh udara bebas dan gas amonia (Palar, 2008 dalam Nur, 2013).
Melalui akarnya tanaman menyerap kadmium yang tersebar di dalam
pengangkut yaitu xylem dan floem. Jika tanaman tersebut dikonsumsi oleh
manusia atau hewan, maka logam tersebut akan masuk ke dalam tubuh mereka,
melalui saluran pencernaan dan saluran pernapasan. Keracunan Cd dalam jangka
waktu lama bersifat toksik terhadap beberapa macam organ, yaitu paru-paru,
tulang, hati, dan ginjal. Orang yang keracunan Cd melalui debu secara kronis
menyebabkan kekurangan indra penciuman dan akan normal jika toksik dari debu
dihilangkan. (Darmono, 1995).
2.6.3 Logam Merkuri (Hg)
Bentuk Merkuri murni (elemen) adalah satu-satunya logam yang bersifat
cair dalam suhu kamar (25OC), titik bekunya paling rendah (-39OC). Bentuk murni
dari Hg jika termakan tidak menyebabkan keracunan, tetapi uapnya dapat
membahayakan. Sekali terhisap, uap Hg ini akan terlarut dalam darah, dengan
cepat terbawa ke otak dan teroksidasi menjadi bentuk merkurik (Hg2+) bentuk ini
stabil dan tertinggal di dalam otak. (Darmono, 1995)
2.7 ICPE (Inductively Coupled Plasma Emision Spectrometry )
2.7.1 Definisi ICPE
ICPE merupakan instrumen yang digunakan untuk menganalisis kadar
unsur-unsur logam dari suatu sampel dengan menggunakan metode spektrometer
emisi. Spektrometer emisi adalah metoda analisis yang didasarkan pada
pengukuran intensitas emisi pada panjang gelombang tertentu untuk setiap unsur.
Bahan yang dianalisis harus larutan yang homogen.
Prinsip kerja dari ICPE adalah membentuk spektrometer emisi dengan
merupakan sebuah metoda analisis yaitu, sampel di eksitasi dengan listrik maupun
panas sehingga terbentuk sinar emisi. Sinar emisi ini kemudian dibagi menjadi
spektrum oleh spektrometer. Sedangkan plasma adalah area/daerah muatan
listrik dari ion-ion dan elektron dalam keadaan seimbang. Singkatnya plasma
adalah gas yang terionisasi di dalam area sampel dalam tabung vakum. (Bouman,
1987)
2.7.2 Keuntungan dari ICPE 1. Sensitivitasnya sangat tinggi.
2. Interfensi (Gangguan) kimia lebih kecil dari pada memakai flame.
3. Banyak elemen dapat dianalisis pada kondisi yang sama
4. Tidak ada bahaya meledak dengan memakai gas argon.
2.8 Tanaman Pacing (Cheilocostus speciosus)
Klasifikasi tanaman Pacing menurut Lembaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia (LIPI) adalah sebagai berikut :
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Divisio : Spermatophyt
Sub divisio : Angiospermae
Kelas : Monocotyledoneae
Ordo : Zingiberales
Suku : Costaceae
Marga : Cheilocostus
Gambar 2.1
Tanaman Pacing (Cheilocostus speciosus)
Habitus berupa tumbuhan tegak, tinggi ±2 m. Batang lunak, kuat, licin,
beruas-ruas, tertutup pelepah daun, hijau keunguan. Daun tunggal, lanset
memanjang, ujung meruncing, pangkal tumpul, tepi rata, mengkilat, permukaan
bawah berbulu lembut, panjang 11-28 cm, lebar 8-11 cm, tangkai pendek,
keunguan, duduk melingkar pada batang, pertulangan atas beralur, hijau. Bunga
majemuk, bentuk bulir, daun pelindung bulat telur dengan ujung runcing, mahkota
bentuk tabung, panjang ±1 cm, diameter ±5 mm, benang sari ±6 cm, ujung
runcing, hijau, putik tersembul di atas kepala sari, putih. Buah kotak, bulat telur,
merah. Biji keras, kecil, diameter ±2 mm, hitam. Akar serabut, putih atau kuning
kotor. Habitat : tumbuh di hutan, di ladang dan di tempat yang tanahnya agak
lembab. Ada yang ditanam di halaman sebagai tanaman hias. (Anonim, 2007)
2.8 Fitoremediasi
Fitoremediasi merupakan metoda yang digunakan untuk membersihkan
lingkungan yang tercemar logam berat dengan memanfaatkan kemampuan
Metoda ini potensial untuk diaplikasikan, aman digunakan dengan dampak
negatif kecil, biaya relatif rendah, mampu mereduksi volume kontaminan, dan
memberikan keuntungan langsung bagi kesehatan masyarakat. (Budi dkk. 2012)
Keuntungan utama dari aplikasi teknik fitoremediasi dibandingkan dengan
sistem remediasi lainnya adalah kemampuannya untuk menghasilkan buangan
sekunder yang lebih rendah sifat toksiknya, lebih bersahabat dengan lingkungan
serta lebih ekonomis. (Pratomo dkk., 2004 dalam Fahruddin, 2010). Metoda
fitoremediasi, mengandalkan peranan tumbuhan untuk menyerap, mendegradasi,
dan mentransformasi bahan pencemar, baik logam berat maupun senyawa
organik. Beberapa konsep dasar mekanisme kerja fitoremediasi meliputi:
fitoekstraksi, fitovolatilisasi, fitodegradasi, rizofiltrasi dan interaksi dengan
mikroorganisme pendegradasi polutan. (Kelly, 1997).
Menurut Youngman (1999) untuk menentukan tanaman yang dapat
digunakan sebagai fitoremediasi adalah tanaman yang mempunyai sifat:
a) Cepat tumbuh
b) Mampu mengkonsumsi air dalam jumlah yang banyak pada waktu yang singkat
c) Mampu meremediasi lebih dari satu polutan
d) Toleransi yang tinggi terhadap polutan.