STUDI FITOREMEDIASI TANAH TERCEMAR LOGAM BERAT TEMBAGA MENGGUNAKAN TANAMAN KEDELAI (Glycine max (L) merill) DENGAN PENAMBAHAN ARANG (Charcoal)
Mirnawati Umacina(1), Deasy Liestianty(2), Muliadi(2) 1,2)
Program Studi Pendidikan Kimia, FKIP, Universitas Khairun
ABSTRAK
Penelitian ini telah dilakukan untuk mengetahui perbandingan akumulasi logam berat kadmium dan tembaga yang diserap oleh tanaman kedelai, serta mengetahui pengaruh penambahancharcoal dalam menahan pergerakan logam di dalam tanah ke bagian-bagian tanaman. Metode analisis yang digunakan adalah Voltametri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman kedelai dikategorikan sebagai tanaman hiperakumulator logam tembaga dengan nilai TF dan EF > 1 dengan kemampuan akumulasi maksimum 57,14 mg/g pada logam Cu. Penelitian ini membuktikan bahwa dengan penambahan charcoal dapat membantu menutrisi tanaman, serta dapat menahan laju pergerakan logam berat dalam tanah ke bagian-bagian tanaman. Distribusi logam pada akar lebih besar di bandingkan pada batang, daun , dan buah. Dengan demikian mekanisme akumulasi logam Cu merupakan mekanisme fitostabilisasi. Mekanisme fitostabilisasi merupakan mekanisme fitoremediasi yang memiliki akumulasi terbesar berada pada bagian akar tanaman.
Kata kunci : Fitoremediasi, hiperakumulator, logam tembaga,charcoal.
PENDAHULUAN
Tanah merupakan salah satu lingkungan hidup bagi organisme, salah satunya yaitu tumbuhan. Tanah yang tercemar bahan kimia baik polutan organik maupun polutan anorganik dapat menyebabkan terakumulasinya polutan tersebut pada tanaman. Jika tanaman tersebut dikonsumsi oleh manusia akan berdampak negatif bagi kesehatan.
Penanggulangan logam Cu dalam tanah dapat dilakukan dengan menggunakan proses kimiawi atau memahami sifat–sifat kimianya, sehingga dapat diketahui kondisi lingkungan yang tepat untuk menstabilkan logam berat tersebut. Penambahan senyawa kimia tertentu untuk pemisahan logam berat atau resin penukaran ion serta beberapa cara lain seperti tindakan pengapuran, penggenangan, dan penggunaan bahan organik telah dilakukan khususnya untuk mengontrol unsur logam berat pada tanah. Tetapi cara ini membutuhkan biaya cukup mahal dan cenderung menimbulkan permasalahan baru, yaitu akumulasi produk samping dalam sedimen dan organisme akuatik. Berdasarkan hal tersebut penggunaan material biologi ditawarkan sebagai upaya mengurangi atau menghilangkan logam berat Cu yang mencemari lingkungan.
Salah satu metode yang dianggap aplikatif untuk mengatasi pencemaran logam
berat Cu dalam tanah yaitu fitoremediasi. Fitoremediasi merupakan metode pemanfaatan tanaman untuk memulihkan tanah atau air yang tercemar logam berat. Metode ini memiliki keunggulan dibandingkan dengan teknologi lainnya karena prosesnya yang alami. Fitoremediasi terbukti merupakpan metode yang efektif dan ekonomis untuk mereduksi konsentrasi polutan logam berat di tanah (Purwaningsih, 2009; Muliadi, dkk., 2013).
Tanaman yang mampu menyerap dan mengakumulasikan logam berat dalam jumlah tertentu disebut tanaman hiperakumulator (Chaney,1983). Beberapa jenis tanaman yang telah dilaporkan sebagai fitoakumolator logam berat antara lain
Mimosa pigra, Crotalaria juncea,
Clotalaria sp, Ipomea sp (Hidayati,N dan Saefudin., 2003). Thalapsi. Caerulescence,
T. goesingense, T. ochroleucum, T.
rotundifolium (Prasad dan Freitas, 2003).
Paspalum conjugatum, Cyperus
monocephala, Centrosema pubescens,
Mikania cordata dan Commelina nudiflora
(Juhaite, dkk., 2005). Studi terdahulu oleh Muliadi, dkk., 2013, menunjukkan bahwa
Ipomea reptans poir dan Brassica rapa
berpotensi sebagai hiperakumolator nikel dengan kemampuan fitoekstrasi 699,9 mg/kg dan 645,7 mg/kg dengan nilai faktor translokasi masing–masing 1,25 dan 2,15. selain itu, Ipomea reptans mampu mengakumulasi logam berat Cd dan Cr masing–masing sebesar 125,601 mg/Kg dan 136,792 mg/Kg.
Kemampuan tanah menyediakan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman sangat terbatas sehingga diperlukan penambahan material organik yang dapat meningkatkan potensi tanah. Salah satu yang dapat dilakukan adalah dengan pemberian
charcoal. Penambahancharcoalselain dapat menambah unsur hara juga dapat sebagai pembenah tanah (Soemeinaboedhy dan
Tejowulan., 2007). Menurut Lahuddin., 2007, Unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman terdiri dari unsur hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S) dan unsur hara mikro (Zn, Cu, Mn, Mo, B, Fe, dan Cl). Unsur logam Cd juga terkandung dalam jaringan tanaman yang disebut hara non esensial. Selain mampu menyediakan unsur karbon,
charcoal diketahui mampu menyerap logam berat Fe sebesar 0,24 mg/L (Syauqiah, dkk., 2011).
Penambahan charcoal pada tanah tercemar logam berat. Diharapkan selain untuk menambah unsur hara dan pembenah tanah dapat juga sebagai bahan adsorpsi logam berat didalam tanah. Serta dapat meningkatkan daya tahan tanaman terhadap toksisitas logam.
METODOLOGI Alat dan bahan
analitik, perangkat lisimeter, saringan, perangkat voltametri, dan mikropipet dalam ukuran mikroliter.
Bahan–bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah tercemar (limbah laboratorium), bibit tanaman kedelai
(Glycine max (L) merill), aquades, CuSO4,
HNO3, HCl, pupuk NPK, danCharcoal.
Prosedur penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam empat tahapan, yaitu penyiapan media tanam yang tercemar (limbah laboratorium), pembibitan dan penanaman tanaman Glycine max (L) merill, pengamatan pertumbuhan selama masa pertumbuhan dan pemanenan serta destruksi sampel.
HASIL DAN PEMBAHASAN Perbandingan Konsentrasi Logam Cu dalam Tanah dan Tanaman
Tabel 1. Perbandingan konsentrasi Cu dalam Tanah dan Tanaman
Kontrol Cu (mg/g)
Perlakuan (mg/g) Tanah 6.92 (mg/g 5.00
Tanaman 37.79 57.14
Gambar 1. Konsentrasi logam Cu dalam tanah dan tanaman
Tabel 2. Distribusi Logam Cu didalam tanaman kedelai
logam Cu (mg/g)
Kontrol Perlakuan Charcoal
Akar 36.20 37.33
Batang 11.15 5.61
Daun 6.47 6.83
Buah 26.63 7.35
Gambar 2. Distribusi logam Cu dalam tanaman.kedelai
Tabel 2 dan Gambar 2. Menunjukkan distribusi rata—rata logam Cu pada akar, batang, daun, dan buah. Konsentrasi Cu lebih besar terkonsentrasi pada akar tanaman kedelai baik tanaman kontrol maupun tanaman perlakuan charcoal. Konsentrasi logam Cu pada batang, daun dan buah jauh lebih kecil dibandingkan dengan konsentrasi logam Cu di akar. Namun perbedaan nilai Cu pada pot kontrol maupun pot perlakuan khususnya di akar tidak jauh berbeda hanya
berkisar antara 36,20 mg/g pada pot kontrol dan 37 mg/g dan 33 mg/g pada pot perlakuancharcoal.
Gambar 2. Menunjukkan konsentrasi logam Cu banyak terkonsentrasi pada buah kontrol dari pada batang dan daun. Hal tersebut dikarenakan buah kedelai mengandung banyak protein yang terdiri dari gugus asam amino yang berkisar diantara 85—95%. Hal ini karena asam amino mengandung gugus amina dan gugus samping seperti merkapto, karbamida, dan imina yang berpotensi sebagai ligan dalam mengakumulasi logam. Salah satu asam amino esensial yang terkandung dalam kedelai yaitu sistin. Menurut suhendrayatna; 2001, sistin merupakan dua residu sistein yang bergabung melalui ikatan disulfida sehingga sistin sudah pasti memiliki gugus – NH2dan gugus sulfuhidril (-SH) yang akan
KESIMPULAN
Berdasarkn penelitian disimpulkan bahwa Penambahan material organikcharcoalpada media tanam dapat menahan laju masuknya logam berat Cu ke dalam tanaman.
DAFTAR PUSTAKA
Alloway, B. J., 1995,Heavy Metals In Soil. 2rd Edition. Blackie Academic and
Professional-Chapman and Hall.,
London-Glasgow-Wenherm-New York. Tokyo-Melbourne-Madras : 368 Brooks, dkk., 1977, Detections of
nickelferous Rocks by Analysis of
herbarium specimens of Indicator
Plants, Journal of Geochemical
explaration, Vol. 7 : 49-77.
Chaney, R. L1983, Plant Uptake Of Inorganik waste Constituen In Lond Treatment Of Hazardous Wastes, (Eds JF Parr, PB Marsh. JM Kla) : 50-76 (Noyes Data Cop Park Ridge, NJ) Darmono, 2001, Lingkungan Hidup dan
Pencemaran: Hubungannya dengan Toksikologi Senyawa Logam. Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press), Jakarta.
Hidayati, N dan Saefudin., 2003, Potensi Hiperakumulator dan Serapan Logam Beberapa jenis Tumbuhan Terhadap
Limbah Pengolahan Emas, Laporan
Teknik, No. 4832, 147-159
Juhaeti, T, dkk., 2005, Investarisasi
Tumbuhan Potensial Untuk
Fitoremediasi lahan dan Air
Terdegradasi Penambangan Emas,
Jurnal Biodiversitas, Vol. 6, No. 1, 31-33
Lahuddin, 2007, Aspek Kesuburan Unsur
Mikro dalam Tanah. Universitas
Sumatera Utara, Medan
Muliadi, dkk., 2013, Fitoremediasi
Akumulasi dan Distribusi Logam
Berat Nikel, Kadmium, dan Kromium
dalam Tanaman Ipomea reptana,
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia, HKI SUMBAR Purwaningsi, I. S., 2009, Pengaruh
Penambahan Nutrisi Terhadap
Efektifitas Fitoremediasi
Menggunakan Tanaman Encek
Gondok (Eichhornia Crassipes), jurnal Rekayasa Proses, Vol. 3, No. 1, 5-9 Syauqiah, I, dkk., 2011, Analisis Variasi
Waktu dan Kecepatan Pengaduk pada Proses Adsorpsi Limbah Logam Berat
dengan Arang Aktif, Jurnal Info
Teknik, Vol. 12, No. 1, 11-20
Squires, V. R., 2001, Soil Pollution and Remediation: Issues, Progress and
Prospects. Didalam: Prosiding
Workshop Vegetation Recovery In Degraded Land Areas. Kalgoorlie, Australia, 27 okt-3 Nov 2001. Hal 11-20
Suhedrayatna, 2001, Bioremoval Logam
Berat dengan Menggunakan
Mikroorganisme : Suatu Kajian
