KATA PENGANTAR. Salam, Redaksi.

(1)

(2)

KATA PENGANTAR

Pembaca yang terhormat

Dengan mengucapkan syukur kehadirat Allah Yang Maha Kuasa, Jurnal Ecolab Volume 9 no 2 tahun 2015 dapat hadir kembali dihadapan para pembaca.

Penerbitan edisi ini mengemukakan beberapa topik mengenai kegiatan penelitian dari instansi lain dan hasil kajian dari kegiatan yang dilakukan oleh fungsioanal Pengendali Dampak Lingkungan Puslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan.

Jurnal Ecolab edisi kali ini terdiri dari lima naskah yang terdiri dari :

1. Karakteristik Bioindikator Cisadane: Kajian Pemanfaatan Makrobentik untuk Menilai Kualitas Sungai Cisadane

2. Penyerapan Logam Timbal (Pb) pada Tanaman Bunga Matahari (Heliantus Anuus L.) dengan Variasi Penambahan Kompos dan Limbah Batubara pada Media Tahan

3. Pengaruh Penambahan Asam Pada Jerami Padi dalam Meningkatkan kapasitasSorpsi Oil Sorbent

4. Fitoremediasi Limbah Budidaya Ikan Lele (Clasrias sp) dengan Kangkung (Ipomoea aquatica) dan Pakcoy (Brassica rapa chinensis) dalam Sistem Resirkulasi

5. Keterkaitan Nekrosis Insang Larva Trichoptera Cheumatopsyhe. sp dengan Kontaminan Logam Merkuri: Studi Kasus di Sungai Ciliwung dan Cikaniki

Akhir kata, semoga jurnal Ecolab ini bermanfaat bagi masyarakat Indonesia, kritik dan saran demi penyempurnaan kualitas Jurnal Ecolab selanjutnya sangat kami harapkan. Selamat menyimak. Salam,

(3)

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ... i Daftar Isi ... iii Karakteristik Bioindikator Cisadane: Kajian Pemanfaatan Makrobentik untuk Menilai

Kualitas Sungai Cisadane ... 47 Sri Unon Purwati

Penyerapan Logam Timbal (Pb) pada Tanaman Bunga Matahari (Heliantus Anuus L.)

dengan Variasi Penambahan Kompos dan Limbah Batubara pada Media Tahan ... 60 Rhazista Noviardi dan Tri Padmi Damanhuri

Pengaruh Penambahan Asam Pada Jerami Padi dalam Meningkatkan kapasitas

Sorpsi Oil Sorbent ... 72 Nida Sopiah, Ummu Hanifah, Nurhasni

Fitoremediasi Limbah Budidaya Ikan Lele (Clasrias sp) dengan Kangkung

(Ipomoea aquatica) dan Pakcoy (Brassica rapa chinensis) dalam Sistem Resirkulasi ... 80 Hefni Effendi, Bagus Amalrullah Utomo, Giri Maruto Darmawangsa, dan Rebo Elfida Karo-Karo

Keterkaitan Nekrosis Insang Larva Trichoptera Cheumatopsyhe. sp dengan Kontaminan Logam Merkuri: Studi Kasus di Sungai Ciliwung dan Cikaniki ... 93 Jojok Sudarso dan Gunawan P. Yoga

(4)

Sri Unon Purwati: Karakteristik Bioindikator Cisadane: Kajian Pemanfaatan Makrobentik...

KARAKTERISTIK BIOINDIKATOR CISADANE : KAJIAN PEMANFAATAN

MAKROBENTIK UNTUK MENILAI KUALITAS SUNGAI CISADANE

CISADANE BIOINDICATOR CHARACTERISTICS: STUDY TO ASSESS

THE CISADANE QUALITY OF USE MACROZOOBENTHOS

Sri Unon Purwati1)

(Diterima tanggal 09-03-2015; Disetujui tanggal 15-02-2016)

ABSTRAK

Biomonitoring dilakukan untuk mengevaluasi kondisi badan air dalam ekosistem akuatik dengan memanfaatkan bioindikator sebagai tolak ukurnya. Bioindikator yang sering digunakan adalah makroinvertebrata yang hidup menetap di dasar sungai yang dengan karakteristiknya dapat mengindikasikan kualitas lingkungan badan air tempat mereka hidup. Pemantauan kualitas Sungai Cisadane dengan memanfaatkan bioindikator makroinvertebrata dilaku-kan pada tahun 2003-2007,2010 dan 2013 di beberapa titik yang mewakili segmen hulu (C01-Muara Jaya),tengah (C05-Karya Bhakti; C06-Jasmin) dan hilir (C22-Kali Baru). Pendekatan menggunakan Indeks keanekaragaman (Diversity Indices) dan pendekatan indeks biologi (Biotic Indices). Status kualitas air sungai Cisadane dari hulu sampai hilir berdasarkan karakteristik Makroinvertebrata berada pada kondisi sedang sampai buruk. Status ini diper-oleh melalui penggabungan hasil perhitungan H’, prosen (%) EPT dan ASPT. Serta data pendukung hasil analisis parameter kimia DO,BOD,COD,NO3 dan TSS. Daerah hulu Cisadane dicirikan oleh Ordo Ephemeroptera, Familia

Lepthophlebidae, Genus Paraleptoplebia, Spesies P. submarginata dan P. cinca. Daerah tengah Cisadane dengan dominan limbah domestik dicirikan oleh Ordo Ephemeroptera, Familia Baetidae, Genus Baetis, Spesies B. Niger dan Ordo Trichoptera, Familia Hydropsychidae, Genus Hydropsyche, Spesies H. siltalai dan H. anguistipennis. Sedangkan daerah hilir Cisadane dicirikan oleh Class Oligochaeta, Familia Haplotaxidae dan Cacing Tubifisidae. Kata Kunci: Biomonitoring, makroinvertebrata, kualitas Cisadane Indeks keanekaragaman (Diversity

Indices) , pendekatan indeks biologi (Biotic Indices), parameter kimia, .

ABSTRACT

The biomonitoring conducted to evaluate the condition of water bodies in aquatic ecosystems by utilizing bio-indicators as a starting measuring. Bio-indicator that is often used is macroinvertebrates that live settle in the riverbed which can indicate environmental quality characteristics of water bodies where they live. Cisadane river quality monitoring by utilizing bio-indicators of macroinvertebrates was carried out in 2003 to 2007. 2010 and 2013 at some point representing the upstream segment (C01-Muara Jaya), middle (C05-Karya Bhakti; C06-Jasmin) and downstream (C22-Kali Baru ). The approach used diversity index (Diversity Indices) and the biological index (Biotic Indices).Based on the charakteristics of macroinvertebrate, state of Cisadane river water quality from upstream to downstream macroinvertebrate are in moderate to poor condition. This status is obtained by combin-ing the results of the calculation H ‘, per cent (%) EPT and ASPT. As well as supportcombin-ing data as the results of the analysis of chemical parameters DO, BOD, COD, NO3 and TSS. Cisadane upstream areas are characterized by the Order Ephemeroptera, Familia Lepthophlebidae, Paraleptoplebia Genus, Species P. submarginata and P. cinca. Cisadane central area which dominant domestic waste is characterized by the Order Ephemeroptera, Fa-milia Baetidae, Baetis genus, species B. Niger and the Order Trichoptera, FaFa-milia Hydropsychidae, Hydropsyche Genus, Species H. siltalai and H. anguistipennis. While the downstream region Cisadane characterized by Class Oligochaeta, Familia Haplotaxidae and worms Tubifisidae.

Keywords: Biomonitoring, makroinvertebrate, quality of Cisadane, Diversit Indices, Biotic Indices,

chemical parameters

Puslitbang Kualitas dan Laboratorium Lingkungan, Kaw. Puspiptek, Gd.210, Serpong, Prov. Banten. Ph./Fax : +62 (021) 7560983, unon.purwati@gmail.com.

(5)

PENDAHULUAN

Sungai sebagai perairan ekosistem terbuka yang sering juga disebut sebagai perairan umum sangat dipengaruhi oleh lingkungan sekitarnya [2]. Perubahan kondisi kualitas air pada aliran sungai merupakan dampak dari buangan dari penggunaan lahan yang ada. Perubahan pola pemanfaatan lahan pertanian, tegalan dan pemukiman serta meningkatnya aktivitas industri akan memberikan dampak terhadap kondisi hidrologis dalam suatu Daerah Aliran Sungai. Selain itu, berbagai aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya yang berasal dari kegiatan industri, rumah tangga dan pertanian akan menghasilkan limbah yang memberi sumbangan pada penurunan kualitas air sungai [3].

Sungai Cisadane merupakan sungai besar yang melintasi Provinsi Jawa Barat dan Banten. Sungai ini memiliki fungsi dan nilai yang sangat tinggi bagi kehidupan manusia dan kehidupan liar. Secara umum, kualitas air Sungai Cisadane semakin ke hilir semakin menurun dengan tingkat pencemaran semakin tinggi. Sumber pencemaran dari berbagai aktivitas di DAS Cisadane berasal dari rumah tangga, pertanian dan industri. Kualitas air Sungai Cisadane dari hulu hingga hilir yaitu tercemar ringan dan tercemar berat [4]. Dampak langsung dari pencemaran air serta rusaknya lingkungan perairan Sungai Cisadane dan anak-anak terlihat pada berkurangnya jumlah ikan asli sebanyak 75,6% [2].

Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati dan dapat digolongkan menjadi tiga [5]:

air (kekeruhan), perubahan suhu, dan adanya perubahan warna, bau dan rasa.

Pengamatan secara kimiawi yaitu pengamatan pencemar air berdasarkan zat kimia yang terlarut dan perubahan pH. Limbah domestik mempunyai karakteristik antara lain kekeruhan, TSS, BOD, DO, COD dan parameter Coliform. Kelompok bakteri Coliform merupakan salah satu indikator adanya kontaminan limbah domestik dalam perairan [3].

Pengamatan secara biologis yaitu pengamatan pencemar air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air,terutama ada tidaknya bakteri pathogen.

Biomonitoring merupakan aplikasi ilmu pengetahuan biologi dalam ekosistem akuatik untuk mengevaluasi kondisi badan air. Biomonitoring didefinisikan sebagai : “ Organisme air tawar yang mencerminkan kualitas badan air dan dengan demikian dapat digunakan untuk memantau perubahan kesehatan ekosistem” [7].

Bioindikator adalah kelompok atau komu-nitas organisme yang kehadirannya atau perilakunya di alam berkorelasi dengan kon-disi lingkungan, sehingga dapat digunakan sebagai petunjuk kualitas lingkungan. Sebuah bioindikator yang “ideal” setidaknya harus memiliki karakteristik sebagai berikut: (a) kesederhanaan taksonomi (mudah dikenali oleh nonspesialis); (b) berdistribusi lebar; (c) mobilitas rendah (indikasi lokal); (d) memiliki karakteristik ekologi yang jelas diketahui; (e) melimpah dan dapat dihitung; (f) dapat dilakukan analisis di laboratorium; (g) sen-sitivitas tinggi terhadap tekanan lingkungan; (h) memiliki kemampuan untuk dikuantifikasi

(6)

Biomonitoring adalah metode mengamati dampak dari faktor eksternal pada ekosistem atau penggunaan sistematis organisme hidup atau respon mereka untuk menentukan kondisi atau perubahan lingkungan “ [8]

Keberadaan makrobentik di ekosistem sangat penting artinya, karena berfungsi sebagai sumber pakan alami bagi ikan maupun predator lainnya dan berperan dalam proses perombakan materi organik. Fauna makrobentik layak digunakan sebagai bioindikator akuatik karena memiliki diversitas yang tinggi jika dibandingkan dengan komunitas biotik lainnya, relatif sesil sehingga mampu mencerminkan kondisi kualitas perairan yang ada, mudah dilakukan sampling dari lapangan, dan relatif sensitif atau toleran terhadap berbagai macam polutan [8,9]. Makrobentik digunakan sebagai bioindikator di dalam biomonitoring ekosistem sungai dengan berbagai tipe tekanan atau gangguan seperti polutan organik, logam berat, degradasi hydromorphologi, pengkayaan nutrisi, asidifikasi dan tekanan pada umumnya [8].

Sebagian besar standar nasional yang digunakan untuk menilai kualitas air menggunakan indikator fisika dan kimia yang berhubungan dengan polutan dan gangguan khusus. Namun, komunitas biologi merefleksikan tidak hanya kondisi sumber daya akuatik saat ini tetapi juga perubahan kondisi dalam waktu lama dan dampak dari beberapa gangguan, pada banyak standar nasional tersebut hanya bakteria Coliform yang digunakan sebagai indikator biologi [10]. Di Indonesia, penggunaan fauna makrobentik dalam penilaian kualitas air belum secara optimal dikembangkan dan digunakan secara rutin [9].

Pemantauan Sungai Cisadane dilakukan oleh Pusat sarana Pengendalian Dampak Lingkungan (Pusarpedal) sejak tahun 2000 hingga tahun 2014. Kurun waktu 2000-2001 pemantauan dititik beratkan pada DAS hulu Cisadane untuk mendapatkan daerah acuan (reference site). Kurun waktu 2003-2014 pemantauan dilakukan di sungai utama Cisadane di 15 titik pemantauan [10].

Indikator biologi yang dipantau adalah total bakteri Coliform, jumlah E. coli, parameter ini sesuai dengan lampiran pada Peraturan Pemerintah No. 22 Tahun 2001 sedangkan Chlorofil a dan Bentos atau makrobentik merupakan indikator biologi yang sampai sekarang belum terakomodasi dalam sebuah peraturan kualitas lingkungan di Indonesia terutama kualitas air sungai walaupun indikator biologi tersebut sangat penting manfaatnya. Begitu pentingnya indikator biologi sehingga penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik bioindikator Cisadane melalui pemanfaatan makrobentik untuk menilai kualitas air Sungai Cisadane. Karakterisasi yang terbangun akan mendukung data hasil pemantauan dengan parameter fisika dan kimia yang ada di Sungai Cisadane.

METODOLOGI

Biomonitoring Makroinvertebrata sungai Cisadane untuk penelitian ini dilakukan pada kurun waktu tahun 2003-2007, 2010 dan 2013 pada bulan Januari, Maret, Juni dan Agustus khususnya stasiun Muara Jaya (C01), Karya Bhakti (C05), Jasmin (C06), Kebon Nanas (C15) dan Kali Baru (C22). Penelitian ini dilakukan berdasarkan pada metodologi kajian terhadap data hasil pemantauan Sungai

(7)

Cisadane yang telah dilakukan pada kurun waktu seperti telah disebutkan terdahulu, Sebagai data pendukung untuk parameter biologi (Makroinvertebrata) adalah parameter kimia yang meliputi: BOD,COD,DO,NO_3,TSS. Dari bebarapa stasiun yang mewakili segmen hulu sampai hilir di wilayah administrasi Kota/Kabupaten Bogor dan Kota/Kabupaten Tangerang (Gambar 1).

Pengolahan data biologi dilakukan dengan pendekatan penghitungan Indeks Keanekaragaman (Diversity Indices) dengan menghitung respon komunitas bentos

dengan kondisi lingkungan dikombinasikan dengan komponen struktur komunitas yaitu jumlah total individu yang ada di lingkungan (abundance) dalam bentuk Indeks Keanekaragaman Jenis Bentos The Shannon-Weiner (H’) dan prosentase jumlah kelompok Ephemeroptera, Plecoptera dan Tricoptera (EPT) [8]. Pendekatan lainnya menggunakan indeks biologi (Biotic Indices) yaitu kombinasi kemelimpahan relatif grup taksonomi yang hadir dengan sensitifitas atau toleransi dalam indeks tunggal atau skor, yaitu Average Score Per Taxa (ASPT) [8].

(8)

Pendekatan biomonitoring tradisional menggunakan indeks keanekaragaman untuk menerangkan sebuah komunitas dengan berbagai variasi kondisi lingkungan dikombinasikan dengan tiga (3) struktur komunitas yaitu richness, evenness dan kemelimpahan [8].

Indeks Keanekaragaman Jenis The Shannon-Weiner dihitung dengan menghitung jumlah setiap spesies, jumlah masing-masing spesies merupakan jumlah total semua individu yang ada, dan kemudian merangkum hasil kali log dari jumlah masing-masing spesies. Semakin tinggi angka, semakin tinggi keragaman jenis (kemelimpahan). Rumus H’ adalah sebagai berikut [11] :

s

H’ = - ∑ pi ln pi

i =1

Metode arbitrary dilakukan untuk mengklasifikasikan kualitas air berdasarkan data yang terbentuk di Stasiun pemantauan Sungai Cisadane disebabkan klasifikasi yang ada kurang cocok bila diterapkan di Cisadane. Analisa air Cisadane berdasarkan parameter kimia meliputi DO, BOD, COD, TSS dan NO₃, dengan pengolahan data secara statistik

dengan metode Box and Whisker untuk mengetahui kecenderungan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penilaian kualitas air menggunakan indikator makroinvertebrata, terutama didasarkan pada keberadaan hewan makrobenthik,seperti larva serangga, cacing, kerang-siput, serta beberapa jenis hewan lunak lainnya yang hidup di dasar perairan.

Hasil perhitungan Indeks Keanekaragaman jenis Bentos The Shannon-Weiner (H’) Sungai Cisadane dalam bentuk grafik histogram pada gambar 2.

Selama tujuh (7) tahun pemantauan menunjukkan bahwa Indeks Keanekaragaman Jenis Bentos(H’) menurun ke arah hilir dengan nilai H’ 0 – 0,93. Nilai H’ tertinggi 3,58 di stasiun Jasmin (C06) tahun 2005 dan selama tujuh (7) tahun pemantauan maka stasiun Jasmin (C06) cenderung merupakan stasiun dengan keanekaragaman jenis Bentos tertinggi dengan 8 ordo Bentos jika dibandingkan dengan stasiun pemantauan lainnya termasuk stasiun Muara Jaya (C01) segmen hulu dengan jumlah 6 ordo Bentos. Keanekaragaman jenis Bentos di stasiun Jasmin (C06) dan stasiun Muara Jaya (C01) dapat dilihat pada tabel 1 dan 2.

Gambar 2 : Indeks Keanekaragaman (kemelimpahan) Jenis Bentos The Shannon-Weiner (H’) di Sungai Cisadane Tahun 2003-2007, 2010 dan 2013 dari hulu ke hilir.

(9)

Jenis Bentos yang mendominasi di stasiun Muara Jaya adalah Ordo Ephemeroptera dari Familia Leptophlebidae, dan masih diketemukan Ordo Coleoptera, familia Psephenidae. Kelompok organisme ini sangat sensitif terhadap pollutan (Grup I). Setiap ordo dari binatang yang diketemukan diberikan nilai indeks 10 - 7. Apabila suatu lokasi didominasi oleh Bentos atau makroinvertebrata ini maka kualitas air di lokasi ini adalah bagus, kelompok organisme sensitif ini adalah [12]:

No. Ordo Famili Genus Spesies N

1 Ephemeroptera Baetidae Baetis B. niger 37

Leptophlebidae Paraleptoplebia P. submarginata 9

P. cinca 8

C. rivolorum 10

2 Trichoptera Hydropsychidae Hydropsyche H. Siltalai 46 H. anguistipennis 50

H. intabilis 14

H. contubernalis 14 H. pellucidula 8

3 Coleoptera Elmidae Notriolus N. maculata 20

4 Diptera Chironomidae Chironomus Chironomus sp. 56

Tanypodinae - - 6

5 Oligochaeta Haplotaxidae - - 10

6 Prossobranchiata Viviparidae Viviparus Viviparus sp. 6

Thiaridae Thiara T. balanensis 5

7 Hirudonea Erpobdellidae Erpobdella sp. Erpobdella 11

8 Decapoda Sundhathelphusidae - - 2

Keterangan : N = Jumlah species Bentos

Tabel 1 : Keanekaragaman jenis Bentos di stasiun Jasmin (C06) tahun 2005 bulan Juni.

Ordo : Coleoptera Fam : Psephenidae Genus : Psephenus Ordo : Megaloptera Fam : Corydalidae Genus : Corydalus Ordo : Ephemeroptera Ordo : Trichoptera

Ordo : Plecoptera Ordo : Gastropoda (water snails) = Prosobranch Fam : Ampulariidae;Bithyniidae; Viviparidae; Valvatidae; Pleuroceridae; Hydrobiidae; Neritidae.

indikator ini antara lain melalui teknik empiris. Teknik ini mengkatagorikan kualitas air berdasarkan kemelimpahan taxa (taxa richness) dari Ephemeroptera, Plecoptera, Tricoptera (EPT), kelompok organisme ini merupakan kelompok organisme sensitif [12]. Nilai EPT yang tinggi untuk katagori perairan alami (bersih) dan nilai EPT yang rendah untuk katagori perairan yang telah tercemar. Kemelimpahan taxa EPT merupakan nilai toleransi yang menunjukkan tidak hanya

Karena sifat sensitifnya terhadap pencemaran maka makroinvertebrata perairan biasa digunakan sebagai organisme indikator. Beberapa teknik telah digunakan untuk

respon terhadap keberadaan polutan organik tetapi juga respon terhadap adanya tekanan atau gangguan [13,14].

(10)

Nilai prosentase EPT di stasiun Muara Jaya (C01) Tahun 2005 sebesar 77,57% dan jumlah ini mendominasi keanekaragaman Bentos di stasiun Muara Jaya (C01). Walau pun begitu diketemukannya Ordo Coleoptera-familia Elmidae dan Ordo Diptera di stasiun Muara Jaya (C01) mengindikasikan bahwa stasiun Muara Jaya sudah tidak dapat dikatagorikan dalam perairan yang bersih tetapi termasuk dalam perairan yang sudah tercemar atau telah mendapat gangguan. Karena kelompok

No. Ordo Famili Genus Spesies N

1 Ephemeroptera Baetidae Baetis B. vernus 9

B. niger 52

B. scambus 7

Centroptilum C. loteum 2

Leptophlebidae Paraleptoplebia P. submarginata 32

P. cinca 54

Leptophlebia L. vespertina 1

Caenidae Caenis C. robusta 11

C. rivolorum 13

C. horaria 8

Ecdyonuridae Ecdyonurus E. venosus 1 2 Trichoptera Hydropsychidae Hydropsyche H. anguistipennis 14

H. intabilis 4

Cheumatopsyche C. lepida 3 3 Coleoptera Psepenidae Sclerocyphon Sclerocyphon sp. 6

Elmidae Notriolus N. maculata 13

4 Diptera Chironomidae Chironomus Chironomus sp. 53

Tanypodinae - - 3

Psicodidae - - 2

5 Prossobranchiata Viviparidae Viviparus Viviparus sp. 1

6 Lampyridae Pyralidae - - 2

Tabel 2 : Keanekaragaman jenis Bentos di stasiun Muara Jaya (C01) tahun 2005 bulan Juni.

organisme ini memiliki rentang toleransi terhadap polutan yang cukup lebar [12]. Pada stasiun Jasmin (C06) tahun 2005 nilai prosentase EPT sebesar 67,12%, di stasiun ini ditemukan kelompok organisme toleran terhadap polutan yaitu kelompok dari Class Hirudinea dan Class Olligochaeta. Adanya kelompok ini mengindikasikan suatu perairan telah mengalami gangguan dan masuk katagori perairan berkualitas buruk [12].

77.57% 22.43 % EPT NON EPT 67.12% 32.88% EPT NON EPT

Gambar 4 : Prosentase taxa EPT di stasiun Jasmin (C06). Gambar 3 : Prosentase taxa EPT di stasiun Muara Jaya (C01)

(11)

Taxa Pollution-Intermediate Organisms (Group II). Adanya organisme ini kualitas air tidak dapat digolongkan ke dalam kualitas air yang bersih karena rentang toleransi kelompok organisme ini sangat lebar. Kelompok organisme ini adalah [12] :

Taxa Pollution-Insensitive Organisms (Group III). Adanya organisme ini kualitas air dapat digolongkan ke dalam kualitas air yang buruk. Karena kelompok organisme ini sangat toleran terhadap pencemaran. Kelompok organisme ini adalah [12] :

Ordo : Diptera (Midge) Ordo : Gastropoda

Dikenal sebagai pulmonate snail, sebagai indikator kadar O2 rendah.

Class : Hirudinea Class : Oligochaeta Familia : Tubificidae Genus : Tubifex

Keanekaragaman jenis Bentos Cisadane dari hulu ke hilir dari tahun 2003 sampai 2013 menurun. Stasiun Kali Baru (C22)

Ordo : odonata Ordo : Decapoda

Familia : Astacidae Ordo : Isopoda Ordo : Diptera

Familia : Tipulidae

Ordo : Amphipoda

Subordo : Gammaroidea Ordo : Pelecypoda Ordo : Coleoptera Familia : Haliplidae Dytiscidae Gyrinidae Hydrophilidae Psephenidae Elmidae

memiliki indeks keanekaragaman jenis (H’) sebesar 0,12 dan didominasi oleh jenis dalam class Oligochaeta dari familia Haplotaxidae. Dominasi dari class Oligochaeta mengindikasikan bahwa kualitas perairan di stasiun ini tergolong buruk [13]. Berdasarkan

Indeks Keragaman dan % EPT maka kualitas air Sungai Cisadane dari hulu sampai hilir berada pada kisaran kualitas tercemar sedang sampai buruk.

Biological Monitoring Working Party Score (BMWP)-Average Score Per Taxa (ASPT) dihitung berdasarkan score untuk per familia dan menjumlahkan score per famili yang hadir (BMWP = ∑ t₁, dimana t₁ score toleransi per familia). BMWP- ASPT adalah ∑ t₁/ jumlah familia [7].

Dari gambar 5 dapat dibuat klasifikasi kualitas air di Sungai Cisadane berdasarkan nilai ASPT sebagai berikut :

Klasifikasi Warna Rentang Nilai ASPT Kualitas

1 0,0 - 5,8 Buruk

2 5,8 - 6,9 Sedang

3 7,0 - 8,5 Sedikit tercemar

4 8,6 - 10 Baik

(12)

Gambar 5 : Data Average Score Per Taxa (ASPT) Cisadane tahun 2003-2007,2010 dan 2013 dan pen-gelompokan kualitas lingkungan air.

Klasifikasi kualitas air berdasarkan nilai ASPT Wright et al. (1993) tidak bisa diterapkan di Cisadane karena nilai ASPT di Cisadane jauh lebih tinggi sehingga dibuat metode klasifikasi sendiri seperti tercantum pada Tabel 3. Nilai ASPT yang tinggi merupakan informasi bahwa keanekaragaman bentos di Indonesia khusus-nya Cisadane lebih tinggi bila dibandingkan di Negara lain misalnya : Nigeria khususnya

No. Ttk N _BMWP∑ ASPT Kls Ket. Tabel Wright et al. (1993)

Ttk ASPT Kls. Biologi Ket

1 A 63 53 0,84 B Baik A ≥ 0,89 A Sangat Baik

2 B 37 44 1,19 A Sangat Baik B 0,77-0,88 B Baik

3 C 51 28 0,55 D Buruk C 0,66-0,76 C Sedang

4 D 67 58 0,87 B Baik D < 0,66 D Buruk

Tabel 4 : Hasil penilaian kualitas Sungai Challawa berdasarkan Wright et al. (1993).

sungai Challawa [14]. Sebagai perbandingan di bawah ini disajikan tabel dari Wright et al. (1993) yang dipakai untuk menilai kualitas Sungai Challawa di Nigeria (Tabel 4).

Berdasarkan klasifikasi kualitas air Sungai Cisadane pada Tabel 3 maka kualitas air Sungai Cisadane dari hulu sampai hilir berada pada rentang kualitas sedang sampai kualitas buruk.

(13)

(a)

(14)

(c)

(d)

Gambar 6 (a,b,c dan d) : Kecenderungan kualitas air Sungai Cisadane berdasarkan parameter kimia DO,COD,BOD dan TSS tahun 2003-2007; 2010 dan 2013.

(15)

Data kimia yang mendukung kualitas Sungai Cisadane tertera pada gambar 6 dengan kecenderungan kualitas sedang sampai buruk. Distribusi dan kemelimpahan Bentos atau makroinvertebrata tidak hanya dipengaruhi oleh kualitas air, tetapi juga oleh faktor lain seperti : kecepatan arus, jenis substrat (karakteristik sedimen), dan kemelimpahan vegetasi air. Distribusi dan kemelimpahan makroinvertebrata dipengaruhi oleh faktor biotik dan abiotik. Faktor biotik yang mempengaruhi kelimpahan makroinvertebrata adalah hubungan saling interaksi antar organisme atau hubungan tropik memangsa dan dimangsa. Faktor abiotik yang mempengaruhi kelimpahan Bentos antara lain jenis substrat,sedimen, konsentrasi oksigen, fluktuasi musim, sumber makanan, kemelimpahan vegetasi. Berdasarkan penelitian bahwa komposisi dan kemelimpahan Bentos atau makroinvertebrata relatif stabil dari satu tahun ke tahun berikutnya di dalam sistem yang tidak ada gangguan [15].

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih kepada Epha Deswarni teknisi Laboratorium Biologi Pusarpedal atas dedikasi dan kerjasama yang baik selama penelitian berlangsung.

SIMPULAN

1. Ordo Ephemeroptera, Familia L e p t h o p h l e b i d a e , G e n u s Paraleptoplebia, Spesies P. submarginata dan P. cinca merupakan bioindikator yang mencirikan daerah hulu Sungai Cisadane.

2. Ordo Ephemeroptera, Familia Baetidae, Genus Baetis, Spesies B. Niger.

3. O r d o T r i c h o p t e r a , F a m i l i a Hydropsychidae, Genus Hydropsyche, Spesies H. Siltalai dan H. anguistipennis merupakan bioindikator yang mencirikan daerah dengan gangguan dominan dari pencemar domestik di Sungai Cisadane (daerah tengah).

4. Class Oligochaeta, Familia Haplotaxidae dan Cacing Tubifisidae merupakan bioindikator yang mencirikan daerah hilir di Sungai Cisadane.

5. Kualitas air Sungai Cisadane dari hulu sampai hilir berdasarkan bioindikator Bentos makroinvertebrata berada pada status tercemar sedang sampai buruk. 6. Prosen (%) EPT menurun dari hulu

menuju hilir di Sungai Cisadane.

7. K u a l i t a s S u n g a i C i s a d a n e diklasifikasikan menjadi 4 berdasarkan nilai ASPT yaitu : buruk (0.0-5.8), sedang (5.8-6.9, sedikit tercemar (7.0-8.5) dan baik (8.6-10).

DAFTAR PUSTAKA

(1) Wowor D. Studi Biota Perairan dan Herpetofauna di Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung Dan Cisadane: Kajian Hilangnya Keanekaragaman Hayati. Laporan Akhir Program Insentif Penelitian Dan Perekayasa LIPI 2010;p.11,22.

(2) Agustiningsih D, Sasongko SB, Sudarno. Analisis Kualitas Air Dan Strategi Pengendalian Pencemaran Air Sungai Blukar Kabupaten Kendal. Jurnal Presipitasi 2012 September; 9(2):64-65.

(16)

(3) Siahaan R,Indrawan A,Soedharma D, Prasetya LB. Kualitas Air Sungai Cisadane, Jawa Barat-Banten. Jurnal Ilmiah Sains 2011 Oktober;11(2):268,271,272.

(4) Isnaini A. Penilaian Kualitas Air dan Kajian Potensi Situ Salam Sebagai Wisata Air Universitas Indonesai,Depok. FMIPA Universitas Indonesia, Skripsi 2011 Juni.

(5) Wulandari D. Keterkaitan Antara kelimpahan Fitoplankton Dengan Parameter Fisika Kimia Di Estuari Sungai Brantas (Porong), Jawa Timur. Fakultas Perikanan Dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Tesis 2009.

(6) Thampy Jayakumaran, Raja M, Thambiratnam Sivaruban and Arunachalam M. Application of Rapid Bioassessment in selected stream of the Western Ghats using Benthic Macroinvertebrates. International Journal of Environmental Biology. Tamil Nadu, India 2013 October;3(4): 173

(7) Li L et.al. Biomonitoring and Bioindicator Used for River Ecosystem: Definition, Aproaches and Trends. Procedia Enviromental Sciences 2. Elsevier Ltd. (2010) (8) Sudarso Y, Suryono T, Yoga GP.

Penyusunan Biokriteria dengan menggunakan Konsep Multimetrik: Studi Kasus Anak Sungai Cisadane. Jurnal Oseanologi Dan Limnologi Di Indonesia 2009 Agustus; 35(2):180-181.

(9) Boonsoong B, Sangpradub N, Barbour MT, Simachaya W. An Implementation Plan For Using Biological Indicator To Improve Of Water Quality In Thailand. Journal Environ Monit

Assess 2010 165:205

(10) N o l a n K . A a n d C a l l a h a n JE.Beachcomber biology: The Shannon-Weiner Species Diversity Index.St. Francis College Brooklyn NY, ABLE 2005 Proceedings Vol.27. (11) Rock.geo.esuohio.edu/norp/bmil.htm/

diakses tanggal 13 Oktober 2014 (12) Pelletier MC, Gold AJ, Helshe

JF, Buffum HW. Ecological Indicator: A method to identify estuarine macroinvertebrate pollutan indicator species in the Virginian Biogeographic Province. Elsevier Ltd 2010 September; 10(5); 1038;1044. (13) Keci E,Paparisto A, Pepa B, Xhaxhiu

K. Use Of Benthic Macro-Invertebrate Taxones as Biological Indicatorsnin Assessing Water Quality of Erzeni River, Albania, During 2011-2012. IJBAS-IJENS 2012;12(06); 165 (14) Suleiman, K and Abdullahi,I.L.

Biological Assessment Of Water Quality: A Study Of Challawa River Water Kano,Nigeria. Bayero Journal of Pure and Applied Sciences, 2011 December; 4(2):125-126.

(15) Shimabukuro EM, Henry R. Controlling factors of benthic macroinvertebrates distribution in a small tropical pond, lateral to the Paranapanema River (Sao Paulo, Brazil). Acta Limnol. Bras. Rio Claro 2011 June; 23(2).

(17)

ABSTRAK

Kenaikan harga bahan bakar minyak menyebabkan banyaknya industri yang semula menggunakan bahan bakar minyak beralih ke batubara sebagai sumber energi untuk produksinya. Hal ini menimbulkan masalah lingkungan berupa peningkatan jumlah limbah padat sisa pembakaran batubara yang banyak mengandung unsur-unsur beracun termasuk timbal (Pb). Bunga matahari merupakan tanaman yang dapat dimanfaatkan untuk remediasi logam timbal (Pb) pada limbah batubara. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan kompos pada limbah batubara terhadap konsentrasi Pb total pada tanaman bunga matahari (Helianthus Annuus L.). Rancangan yang digunakan dalam penelitian adalah rancangan acak kelompok (RAK) pola faktorial yang terdiri dari dua factor. Faktor pertama adalah rasio limbah batubara (% berat) yang terdiri dar 6 (enam) taraf yaitu 0, 10, 20, 30, 40 dan 50 %. Faktor kedua adalah dosis kompos yang terdiri dari 3 (tiga) taraf yaitu 0, 400 dan 800 gram. Kedua faktor tersebut dikombinasikan sehingga diperoleh 18 perlakuan dengan dua kali ulangan. Pengaruh perbedaan perlakuan pada percobaan diuji dengan uji ANOVA pada taraf 5 %. Sementara itu, untuk mengetahui perbedaan antar per-lakuan pada masing-masing faktor dilakukan uji jarak berganda Duncan, pada taraf ketelitian 5 %. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi interaksi antara rasio limbah batubara dengan dosis kompos terhadap penyerapan Pb oleh tanaman bunga matahari (Helianthus Annuus L.) Peningkatan rasio limbah batubara dan dosis kompos secara mandiri berpengaruh terhadap konsentrasi timbal (Pb) total pada tanaman bunga matahari (Helianthus Annuus L.). Semakin besar rasio limbah batubara dan dosis kompos, maka semakin besar pula konsentrasi Pb total pada tanaman bunga matahari.

Kata kunci: Bunga matahari, kompos, limbah batubara, timbal, fitoremediasi, logam berat

ABSTRACT

The increase in fuel prices led to many industry which was originally used fuel switching to coal as an energy source for production. This poses environmental problems by increasing the amount of solid waste coal combustion residue contains many toxic elements including lead (Pb).Sunflower is a plant that can be used for remediation of lead (Pb) in coal waste. This study aimed to determine the effect of compost on coal ash to total Pb concentrations in sunflower (Helianthus Annuus L.). The design used in the study was a randomized block design (RAK) factorial design consisting of two factor.The first factoris the ratio coal ash (% by weight) which consists dar 6 (six) levels there are 0, 10, 20, 30, 40 and 50%. The second factor is the dose of compost which consists of three (3) levels there are 0,400 and 800 gram.These two factors combined to obtain 18 treatments with two replications. The effect of different treatments on trial tested by ANOVA at 5% .Meanwhile, to know the difference between treatments in each factor done by use Duncan’s multiple range test, at 5% level of accuracy. The results showed that there is interaction between the coal ash ratio with dose of compost on total Pb concentrations in sunflower (Helianthus Annuus L.) Increasing the ratio of coal ash and compost doses independently affect the concentration of lead (Pb) in total in sunflower (Helianthus Annuus L.). The greater the ratio of coal ash or compost dose, the greater the total Pb concentration in sunflower.

Keywords: Sunflower, compost, coal ash, lead, phytoremediation, heavy metals

PENYERAPAN LOGAM TIMBAL (Pb) PADA TANAMAN BUNGA

MATAHARI (Helianthus Annuus L.)DENGAN VARIASI PENAMBAHAN

KOMPOS DAN LIMBAH BATUBARA PADA MEDIA TANAH

ABSORPTION OF METAL LEAD (Pb) USING SUNFLOWER (Helianthus

AnnuusL.

) WITH THE ADDITION IN VARIATION OF COMPOST AND

BOTTOM ASH IN SOIL MEDIA

Rhazista Noviardi dan Tri Padmi Damanhuri (Diterima tanggal 09-06-2016; Disetujui tanggal 18-02-2016)

(18)

Rhazista Noviardi dan Tri Padmi Damanhuri: Penyerapan Logam Timbal (Pb) pada tanaman ...

PENDAHULUAN Latar Belakang

Kenaikan harga bahan bakar minyak menyebabkan banyaknya industri yang semula menggunakan bahan bakar minyak beralih ke batubara sebagai sumber energi untuk produksinya. Hal ini menimbulkan masalah lingkungan berupa peningkatan jumlah limbah padat sisa pembakaran batubara yang memerlukan penanganan khusus.

Limbah batubara mengandung unsur-unsur logam berat yang beracun dan berbahaya karena sifat bioakumulasinya pada rantai makanan. Berdasarkan penelitian National Research Council of the National Academies [1], kandungan unsur beracun pada fly ash tergantung pada batu bara yang digunakan, namun dapat mengandung satu atau lebih dari unsur-unsur seperti As, Cd, Cu, Pb, Mn, Ni Se dan Zn.

Timbal (Pb) bersama-sama dengan Cr, Ni, Cd dan Hg adalah unsur-unsur yang beracun bagi organisme.[2] Sementara itu menurut Faust dan Aly [3], timbal (Pb) bukan merupakan unsur essensial bagi tanaman, hewan dan manusia

Bunga matahari merupakan tanaman yang memiliki beberapa manfaat diantaranya sebagai bahan membuat sabun, lilin, pernis, cat serta pelumas dan tergolong tanaman hiper akumulator yang bersifat toleran terhadap kontaminan.

Tanaman bunga matahari (Helianthus annuus L) mampu menyerap timah (Pb) sangat tinggi. [4] Bunga matahari merupakan tanaman cepat tumbuh dengan produksi biomasa yang tinggi sehingga dapat dimanfaatkan untuk fitoremediasi (penyerapan) logam-logam

beracun (Cu, Zn, Pb, Hg, As, Cd, Ni) pada tanah yang terkontaminasi.[5]

Penambahan pupuk yang berasal dari kotoran babi dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan penyerapan logam timbal (Pb) oleh tanaman Thysanolaena maxima (Roxb.) dan Vetiveria zizanioides (L.).[6]

Berdasarkan permasalahan diatas dan hipotesis yang disampaikan oleh beberapa peneliti terdahulu, maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan kompos pada limbah batubara terhadap penyerapan logam timbal (Pb) oleh tanaman bunga matahari (Helianthus Annuus L).

Perlu penulis informasikan, pemanfaatan limbah batubara yang merupakan salah satu jenis limbah kategori limbah bahan berbahaya dan beracun (B3); penanganannya harus disesuaikan dengan persyaratan dan peraturan perundang-undangan yang berlaku dalam hal ini Peraturan Pemerintah No 101 tahun 2014 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. Lebih khusus peraturan tersebut mengatur pemanfaatan limbah B3 pada pasal 53 sampai dengan pasal 98. Sehingga masyarakat pengguna tidak bisa melakukan pemanfaatan tanpa mengacu ke peraturan tersebut. Sebagai gambaran, setiap penghasil limbah B3 mempunyai kewajiban melakukan pengelolaan limbah B3 dan salah satu cara adalah dengan melakukan pemanfaatan baik mandiri maupun diberikan kepada pihak ketiga. Sehingga penerapan dari kajian ini baik dalam komunitas masyarakat maupun pelaku usaha kegiatan (sebagai contoh: pemanfaatan limbah batu bara dari Boiler Pabrik Tekstil); perlu dilakukan dalam koridor ijin pemanfaatan limbah B3

(19)

yang dikeluarkan oleh Pemerintah dalam hal ini Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan.

Tujuan dan Maksud Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan kompos pada limbah batubara terhadap besarnya penyerapan logam timbal (Pb) oleh tanaman bunga matahari (Helianthus annuus L.) Maksud penelitian ini adalah untuk mengurangi konsentrasi logam timbal (Pb) pada limbah batubara (fitoremediasi) sehingga tidak membahayakan bagi lingkungan sekitar.

METODOLOGI

Penelitian ini bersifat eksperimen yang meliputi pengumpulan, pengolahan dan analisis data dari perlakuan-perlakukan percobaan untuk mengetahui konsentrasi Pb pada tanaman bunga matahari dengan penambahan kompos pada media tanam limbah batubara.

Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain :

1. Bunga matahari (Helianthus Annuus L.). Bibit bunga matahari yang

diguna-kan berumur + 6 minggu dengan tinggi 50 – 60 cm yang diperoleh dari daerah Cihideung, Lembang.

2. Limbah batubara. Limbah batubara yang digunakan pada penelitian ini merupa-kan sisa proses pembakaran batubara yang berasal dari pabrik tekstil di kawa-san industri Leuwigajah, Cimahi. 3. Tanah. Tanah yang digunakan pada

pe-nelitian ini diambil dari Balai Pepe-nelitian Sayuran (Balitsa), Cikole – Lembang. Tanah yang diambil merupakan tanah lapisan atas (top soil) yaitu kedalaman + 0 – 25 cm.

4. Kompos. Kompos yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari toko perta-nian dengan merk Daun Cakra. Sebe-lum digunakan kompos terlebih dahulu dilakukan pengadukan agar homogen.

Tahapan Kegiatan

Tahapan kegiatan penelitian ditunjukkan pada Gmbar 1. Pelaksanaan teknis penelitian berpedoman pada prosedur yang ditetapkan dan teori yang diperoleh serta pendapat-pendapat peneliti sebelumnya. Hasil penelitian ini diharapkan dapat mencapai hasil sebenarnya untuk mengetahui tingkat penyerapan logam timbal (Pb) oleh tanaman bunga matahari.

(20)

Rancangan Percobaan

Rancangan yang digunakan dalam penelitian adalah rancangan acak kelompok (RAK) pola faktorial yang terdiri dari dua faktor, yaitu rasio tanah-limbah batubara dan dosis kompos. Faktor pertama, penambahan limbah batubara (% berat) terdiri dari enam perlakuan yaitu 100 % tanah atau 0 % limbah batubara (A0), 10 % limbah batubara (A₁₎, 20% limbah batubara (A₂)_,30 % limbah batubara (A₃)_,40 % limbah batubara (A₄), 50 % limbah batubara Gambar 1. Alur Teknis Penelitian

(A₅). Faktor kedua, dosis kompos (gr/pot) terdiri dari tiga perlakuan (K) yaitu 0 gram/ pot (K₀), 400 gram/pot (K₁) dan 800 gram/ pot (K₂).

Tanaman yang digunakan adalah bunga matahari (Helianthus Annuus L.). Total kombinasi perlakuan adalah 18 satuan dengan dua kali ulangan sehingga seluruhnya ada 36 satuan percobaan. Kombinasi perlakuan rasio tanah – limbah batubara dan penambahan kompos disajikan pada Tabel 1.

Limbah Batubara (A) Kompos (K)

k₀ k₁ k₂ A₀ A₀K₀ A₀K₁ A₀K₂ A₁ A₁K₀ A₁K₁ A₁K₂ A2 A2K0 A2K1 A2K2 A3 A3K0 A3K1 A3K2 A₄ a₄k₀ a₄k₁ a₄k₂ A₅ A₅K₀ A₅K₁ A₅K₂

(21)

Analisis Statistik

Pengaruh perbedaan perlakuan pada percobaan diuji dengan uji ANOVA pada taraf 5 %. Untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan pada masing-masing faktor perlakuan penelitian dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji jarak berganda Duncan, pada taraf ketelitian 5 %. menggunakan program SPSS.

Analisis Bibit Tanaman Bunga Matahari

Hasil analisis terhadap bibit tanaman bunga matahari yang digunakan pada penelitian disajikan pada Tabel 2. Hasil analisis menunjukkan bahwa pada bagian akar, batang dan daun bibit tanaman bunga matahari telah mengandung logam Pb. Konsentrasi logam Pb pada bagian akar dari dua sampel bibit tanaman bunga matahari yang dipilih secara acak masing-masing sebesar 10,52

Bibit _basahBerat

(kg) Akar Berat Kering (kg) [Pb] (mg/ kg) Batang + Daun Berat basah (kg) Berat Kering (kg) [Pb] (mg/ kg) 1 0.0095 0.0069 10.52 0.0258 0.0237 12.66 2 0.0108 0.0078 21.46 0.0273 0.0242 7.16

Tabel 2. Hasil Analisis Terhadap Bibit Tanaman Bunga Matahari

mg/kg dan 21,46 mg/kg. Sementara itu, konsentrasi Pb pada bagian batang dan daun kedua bibit tanaman bunga matahari masing-masing sebesar 12,66 mg/kg dan 7,16 mg/ kg. Adanya kandungan logam Pb pada bibit tanaman bunga matahari sebelum percobaan kemungkinan berasal dari adanya kandungan Pb pada media tanam bibit yang berupa campuran tanah dan sekam padi.

Konsentrasi Pb Total Pada Tanaman Konsentrasi Pb Total Pada Akar

Pengaruh penambahan limbah batubara dan kompos terhadap rerata konsentrasi Pb total pada bagian akar bunga matahari dapat dilihat pada Gambar 2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata konsentrasi Pb total tertinggi terdapat di bagian akar tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 50 % limbah batubara dan 800 gram dosis kompos,

(22)

yaitu sebesar 47,35 mg/kg. Rerata konsentrasi Pb total terendah terdapat di bagian akar tanaman yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 0 % limbah batubara dan tanpa penambahan kompos (0 g/ pot) yaitu sebesar 15,40 mg/kg.

Hasil analisis statistik pengaruh penambahan limbah batubara dan kompos terhadap konsentrasi Pb total pada akar tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Tabel 3.

Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa penambahan limbah batubara dan kompos berpengaruh sangat nyata (P<0.05) terhadap konsentrasi Pb total pada bagian akar tanaman bunga matahari. Sementara itu, hasil perhitungan menunjukkan tidak terdapat interaksi yang nyata (P>0,05) antara penambahan limbah batubara dan kompos terhadap konsentrasi Pb total pada bagian akar tanaman bunga matahari.

Akar memiliki kapasitas tukar kation (KTK), selain keberadaan group carboxyl yang menyebabkan terjadinya mekanisme pergerakan ion dari bagian luar akar ke bagian plasmalema dimana terjadi penyerapan secara

aktif. Selain itu dapat terjadi pula penyerapan secara pasif (non metabolic) yang melibatkan proses difusi dari on-ion dalam tanah kedalam endodermis akar.[7]

Konsentrasi Pb Pada Batang dan Daun

Pengaruh penambahan limbah batubara dan kompos terhadap rerata konsentrasi Pb total pada bagian batang dan daun tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Gambar 3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata konsentrasi Pb total tertinggi terdapat di bagian batang dan daun tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 50 % limbah batubara dan 800 gram kompos, yaitu sebesar 43,73 mg/kg. Rerata konsentrasi Pb total terendah terdapat di bagian batang dan daun tanaman yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 0 % limbah batubara dan tanpa penambahan kompos (0 g/pot) yaitu sebesar 18,68 mg/kg. Hasil analisis statistik pengaruh penambahan limbah batubara dan kompos terhadap konsentrasi Pb total pada akar tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Tabel 4.

Gambar 3. Grafik Pengaruh Penambahan Limbah Batubara Dan Kompos Terhadap Konsentrasi Pb Total Pada Batang Dan Daun Bunga Matahari

(23)

Hasil analisis menunjukkan bahwa penambahan limbah batubara berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap konsentrasi Pb total pada batang dan daun tanaman bunga matahari. Sementara itu, penambahan kompos tidak berpengaruh nyata (P>0.05) terhadap konsentrasi Pb total pada bagian batang dan daun tanaman bunga matahari. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa tidak terjadi interaksi yang sangat nyata (P>0,05) antara penambahan limbah batubara dan penambahan kompos terhadap konsentrasi Pb Total Pada Bagian batang dan daun tanaman bunga matahari.

Konsentrasi Pb total Pada Bunga

Pengaruh perlakuan penambahan limbah batubara dan kompos terhadap rerata konsentrasi Pb total pada bagian bunga tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Gambar 4.

Pada Gambar 4. dapat dilihat bahwa rerata konsentrasi Pb total tertinggi terdapat di bagian bunga tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 50 % limbah batubara

Gambar 4. Grafik Pengaruh Penambahan Limbah Batubara Dan Kompos Terhadap Konsentrasi Pb Total Pada Bagian Bunga Tanaman Bunga Matahari

dan 800 gram dosis kompos, yaitu sebesar 32,35 mg/kg. Rerata konsentrasi Pb total terendah terdapat di bagian batang dan daun tanaman yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 0 % limbah batubara dan tanpa penambahan kompos (0 g/pot) yaitu sebesar 6,03 mg/kg. Hasil analisis statistik pengaruh penambahan limbah batubara dan kompos terhadap konsentrasi Pb total pada bagian bunga tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Tabel 5. Hasil analisis menunjukkan bahwa penambahan limbah batubara berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap konsentrasi Pb total pada bagian bunga tanaman bunga matahari. Sementara itu, penambahan kompos tidak berpengaruh nyata (P>0.05) terhadap konsentrasi Pb total pada bagian bunga tanaman. Hasil analisa menunjukkan tidak terjadi interaksi (P>0,05) antara penambahan limbah batubara dan penambahan kompos terhadap konsentrasi Pb total pada bagian bunga tanaman bunga Matahari.

(24)

Total Konsentrasi Pb Total Pada Tanaman

Pengaruh perlakuan penambahan limbah batubara dan kompos terhadap total konsentrasi Pb total pada tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata konsentrasi Pb total tertinggi terdapat pada tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 50 % limbah batubara dan 800 gram kompos (A5K2), yaitu sebesar 123,43 mg/kg. Rerata konsentrasi Pb total terendah terdapat di tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 0 % limbah batubara dan tanpa penambahan kompos (A0K0) yaitu sebesar 40,11 mg/kg. Konsentrasi Pb total tertinggi terdapat pada bagian akar tanaman yaitu sebesar 47,35 mg/kg, sedangkan konsentrasi Pb total terendah terdapat pada bagian bunga tanaman bunga matahari yaitu sebesar 6,03 mg/kg.

Hasil analisis statistik pengaruh penambahan limbah batubara dan dosis kompos terhadap konsentrasi Pb total pada Tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Tabel 6.

Hasil analisis menunjukkan bahwa penambahan limbah batubara dan kompos berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap total konsentrasi Pb total pada tanaman bunga matahari. Hasil analisa menunjukkan terjadi interaksi yang sangat nyata (P<0,05) antara penambahan limbah batubara dan penambahan kompos terhadap total konsentrasi Pb total pada Tanaman Bunga Matahari.

Konsentrasi maksimum dari Logam Pb ditemukan pada bagian akar sementara untuk logam Zn akumulasi tertinggi pada bagian daun dan batang.[8]

Kandungan bahan organik pada tanah, limbah batubara dan kompos dapat meningkatkan mobilitas logam Pb pada media tanam sehingga mudah diserap oleh tanaman. Kandungan bahan organik terlarut pada larutan tanah dapat meningkatkan mobilitas logam Cu, Ni dan Pb.[9,10]

Akumulasi logam pada tanaman dipengaruhi oleh faktor jenis tanaman, sifat unsur logam dan karakteristik tanah (pH, kapasitas tukar kation, kandungan liat dan bahan organik. [11]

Gambar 5. Grafik Pengaruh Kombinasi Perlakuan Penambahan Batubara Dan Dosis Kompos Terhadap Konsentrasi Pb Total Pada Bunga Matahari.

(25)

Penggunaan kompos dan vermin-kompos pada tanah terkontaminasi dapat meningkatkan kesuburan dan sifat fisik tanah sehingga dapat membantu keberhasilan proses fitoremediasi. [12] Kompos dan vermin-kompos mampu meningkatkan pertumbuhan dan biomassa tanaman sehingga logam yang dapat diserap dari media tanam terkontaminasi lebih banyak serta tanaman lebih toleran terhadap keracunan logam.[13]

Konsentrasi Pb total Pada Media Tanam

Pengaruh perlakuan penambahan limbah batubara dan kompos terhadap rerata penurunan konsentrasi Pb total pada media tanam dapat dilihat pada Gambar 6. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata penurunan konsentrasi Pb total tertinggi terdapat pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 30 % limbah batubara dan 800 gram kompos, yaitu sebesar 31,96 %. Rerata penurunan konsentrasi Pb total terendah terdapat pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 0 % limbah batubara dan dosis kompos 400 g/pot yaitu sebesar 12,87 %. Hal ini disebabkan penambahan

unsur-unsur makro maupun mikro yang ada pada media tanam oleh tanaman. Logam Pb merupakan logam yang memiliki mobilitas yang rendah, sehingga pada penambahan limbah batubara diatas 30 %, dimana konsentrasi Pb dan logam lainnya mengalami peningkatan, tanaman lebih banyak menyerap unsur hara atau logam lain yang mobilitasnya lebih tinggi dibandingkan Pb contohnya Mn, Zn atau Cd.

Hasil analisis statistik pengaruh penambahan limbah batubara dan kompos terhadap persentase penurunan konsentrasi Pb total dapat dilihat pada Tabel 7. Hasil analisis menunjukkan penambahan limbah batubara dan kompos tidak berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap konsentrasi Pb total pada media tanam bunga matahari. Sementara itu, tidak terjadi interaksi yang sangat nyata (P>0,05) antara penambahan limbah batubara dan kompos terhadap konsentrasi Pb total pada media tanam.

Penambahan fly ash pada tanah menyebabkan nilai pH, electric conductivity, kapasitas menahan air, jumlah kation dan logam berat Gambar 6. Grafik Pengaruh Rasio Batubara Dan Dosis Kompos Terhadap Penurunan Konsentrasi Pb (%) Pada Media Tanam Bunga Matahari

(26)

nilai bulk density, N total, C-Organik, bahan organik, P tersedia dan kapasitas kation tanah mengalami penurunan. [14]

Kesetimbangan Massa

Penentuan kesetimbangan massa dimaksudkan untuk dapat mengetahui aliran logam Pb yang terjadi pada media tanam dan tanaman. Hasil perhitungan kesetimbangan massa Pb pada media tanam dan tanaman bunga matahari dapat dilihat pada Tabel 8. Persamaan kesetimbangan massa logam Pb pada penelitian ini diasumsikan sebagai berikut:

Min = Mout ...[1] Mout = Mm + Ma + M (d+t) + Mb ...[2] Mr = Min – (Mm + Ma + M(d+t)+ Mb) ...[3] Dimana : Min = Massa logam Pb awal (t=0)

Mm = Massa logam Pb pada media tanam Ma = Massa logam Pb pada akar

M(d+t) = Massa logam Pb pada Daun dan batang Mb = Massa logam Pb pada bunga

Mr = Akumulasi

Hasil perhitungan menunjukkan terdapat selisih atau massa Pb awal dengan massa Pb akhir tidak sama. Pada percobaaan replika

pertama, selisih antara Min dengan Mout yang paling besar adalah pada perlakuan A5K0 yaitu sebesar 72,02 mg atau 40,38 %, sedangkan selisih terkecil adalah perlakuan A1KO yaitu sebesar 15,95 mg atau 10,84 %. Pada percobaan replika kedua, selisih terbesar adalah perlakuan A4K0 yaitu sebesar 48,50 mg atau 28,43 %, sedangkan selisih terkecil adalah perlakuan A0K1 yaitu sebesar 15,69 mg atau 11,23 %.

Adanya selisih massa logam Pb pada percobaan dapat disebabkan oleh adanya massa Pb yang tidak terukur yang diakibatkan oleh:

1. Adanya bagian akar tanaman bunga matahari yang tertinggal dalam tanah pada saat pemanenan.

2. Konsentrasi logam Pb pada media tanam yang tidak merata akibat terjadinya Logam Pb yang tercuci (leaching) 3. Logam Pb dapat keluar dari tanaman

bunga matahari sebagai partikulat ke udara

4. Kemungkinan adanya sejumlah massa logam Pb yang hilang oleh mikroba pada media tanam.

No. Perlakuan _(mg)Min _(mg)Mm

M Out Jumlah

Ma

mg bk Mbdmg bk Mbmg bk M out (mg) Selisih % selisih

1 A0K0 139.42 114.45 0.16 0.59 0.07 115.26 24.16 17.33 2 A0K1 139.85 121.85 0.22 0.78 0.13 122.97 16.88 12.07 3 A0K2 140.29 107.06 0.33 1.22 0.20 108.81 31.48 22.44 4 A1K0 147.23 118.58 0.42 1.44 0.27 120.72 26.51 18.01 5 A1K1 146.88 115.48 0.43 1.33 0.35 117.60 29.28 19.93 6 A1K2 146.53 125.01 0.64 1.37 0.25 127.27 19.26 13.14 7 A2K0 155.03 123.40 0.62 1.51 0.45 125.97 29.06 18.74

(27)

SIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa penambahan limbah batubara dan kompos tidak berpengaruh terhadap penyerapan timbal (Pb) oleh tanaman bunga matahari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata konsentrasi Pb total tertinggi terdapat pada tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 50 % limbah batubara dan 800 gram kompos (A5K2), yaitu sebesar 123,43 mg/kg. Rerata konsentrasi Pb total terendah terdapat di tanaman bunga matahari yang ditanam pada tanah dengan penambahan kombinasi perlakuan 0 % limbah batubara dan tanpa penambahan kompos (A0K0) yaitu sebesar 40,11 mg/kg. Konsentrasi Pb total tertinggi terdapat pada bagian akar tanaman yaitu sebesar 47,35 mg/kg, sedangkan konsentrasi Pb total terendah terdapat pada bagian bunga tanaman bunga matahari yaitu sebesar 6,03 mg/kg.

Limbah batubara dan kompos dapat meningkatkan mobilitas logam Pb pada media tanam sehingga mudah diserap oleh

dapat meningkatkan kesuburan dan sifat fisik tanah sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan dan biomassa tanaman sehingga logam yang dapat diserap dari media tanam terkontaminasi lebih banyak serta tanaman lebih toleran terhadap keracunan logam

UCAPAN TERIMAKASIH

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Kepala Laboratorium B3 Jurusan Teknik Lingkungan ITB beserta staf atas bantuannya selama kegiatan penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

(1) National Research Council of the National Academies. 2006. Managing Coal Combustion Residues in Mines. Committee on Mine Placement of Coal Combustion Wastes.

(2) Bohnet, H.G, Aragona, C., Fiesen, H.G. 1976. Induction of Lactogenic Receptors. In The Liver oh Hypophysectomized Rats. Endocrinol Res.Commun.

(3) Faust, S.D. and O.M. Aly. 1981. Chemistry of Natural Waters. Ann Arbor Sciens Publishers, Inc.

8 A2K1 153.91 121.83 0.55 1.94 0.53 124.85 29.05 18.88 9 A2K2 152.78 115.33 0.82 2.03 0.51 118.69 34.09 22.31 10 A3K0 162.84 115.23 0.82 2.37 0.34 118.76 44.08 27.07 11 A3K1 160.93 120.42 0.85 1.78 0.42 123.47 37.46 23.28 12 A3K2 159.02 108.20 1.05 2.36 0.44 112.05 46.97 29.54 13 A4K0 170.65 123.72 1.16 2.28 0.38 127.54 43.10 25.26 14 A4K1 167.96 142.34 1.17 2.24 0.53 146.28 21.67 12.90 15 A4K2 165.27 125.38 1.38 2.51 0.50 129.78 35.49 21.48 16 A5K0 178.45 124.09 1.13 1.86 0.50 127.58 50.87 28.51 17 A5K1 174.98 140.16 1.35 2.61 0.58 144.69 30.29 17.31 18 A5K2 171.51 123.49 1.65 2.97 0.73 128.84 42.67 24.88

(28)

(4) Aiyen, Dr. Sc. Agr. 2005. Ilmu Remediasi untuk Atasi Pencemaran Tanah di Aceh dan Sumatera Utara. Pusat Kajian Rehabilitasi Lahan Tambang Fakultas Pertanian U n i v e r s i t a s G a d j a h M a d a . Dipublikasikan di Kompas Tgl. Kompas, 4 Maret 2005.

(5) Jadia C.D dan Fulekar MH. 2008. Phytoremediation : The Application Of Vermicompost To Remove Zinc, Cadmium, Copper, Nickel And Lead By Sunflower Plant. Environmental Engineering and Management Journal Vol.7. Technical University of Lasi, Romania.

(6) Rotkittikhun, P., Chaiyarat, R., Kruatreehue, M., Pokethitiyook, P., and Baker, A. 2007. Growth and lead accumulation by grasses Vetiveria zizanioides and Thysanolaenamaxima in lead-contaminated soil amended with pig manure and fertilizer: Aglasshouse study. Chemosphere 66 pp 45-5.

(7) Alloway, B.J, 1995. Heavy Metals in Soils, 2nd ed. Blackie Academic and Profesional, London, England.

(8) Herrero, E.M, Lopez-Gonzalvez A, Ruiz MA, Lucas-Garcia JA, Barbas C. 2003. Uptake and Distribution of Zinc, Cadmiun, Lead and Copper in Brassica napus var oleivera and Helianthus annuus grown in Contaminated Soils. International Journal of Phytoremediation.

(9) Khan, S.,D. Nonden and N.N.Khan. 1982. The Mobility of Some Heavy Metals Through Indian Red Soil. Environ.Pollut.Ser.B.

(10) Amrhein, C., J.E.Strong, and P.A.Mosher. 1992. Effect of Deicing Salts on Metal and Organic Matter Mobility in Roadside Soils. Environ. Sci.Technol.

(11) Tlustos P, Szakova J, Hruby J, Hartman I, Najmanova J, Nedelnik J, Pavlikova D, Batysta M. 2006. Removal of As, Cd, Pb and Zn from Contaminated Soil by High Biomass Producing Plants. Plant Soil Environment. (12) Zheljazkov, V.D. and P.R. Warman.

2004. Phytoavailability and Fractionation of Cu, Mn, and Zn in soil following application of two composts to four crops. Environmental Pollution 131(2):187-195.

(13) Tang S., Xi L., Zheng J., Li H. 2003. Respone to Elevated CO₂ of Indian Mustard and Sunflower Growing on Copper Contaminated Soil. Bull. Environ. Contam.Toxicol.

(14) Sing A and Agrawal SB. 2010. Response of Mug Bean Cultivars to Fly ash : Growth and Yield. Ecotoxicol Environ Saf..

(29)

PENGARUH PENAMBAHAN ASAM PADA JERAMI PADI DALAM

MENINGKATKAN KAPASITAS SORPSI OIL SORBENT

EFFECT OF ACID ADDITION ON RICE STRAW TO INCREASE

SORBTION CAPACITY OF OIL SORBENT

Nida Sopiah1)_{, Ummu Hanifah}2)_{, Nurhasni}2)

(Diterima tanggal 09-06-2015; Disetujui tanggal 15-02-2016)

1) Balai Teknologi Lingkungan Kedeputian Teknologi Pengembangan Sumberdaya Alam Badan Pengkajian dan Penerapan Teknlogi, Gedung 820 (Gedung GEOSTEK) Kawasan Puspiptek Serpong 15314 Tangerang Selatan Banten

2). Program Studi Kimia FST UIN Syarif Hidayatullah Jakarta ABSTRAK

Pengaruh Penambahan Asam pada Jerami Padi dalam Meningkatkan Kapasitas Sorpsi Oil Sorbent.

Gugus hidroksil yang terikat pada selulosa jerami dapat diaktivasi menggunakan asam karboksilat untuk mem-perpanjang rantai hidrokarbonnya sehingga dapat meningkatkan kapasitas sorpsi jerami padi dalam menyerap minyak mentah. Aktivasi kimia pada jerami padi dilakukan menggunakan asam asetat dan asam sitrat dengan variasi konsentrasi: 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75 dan 2,00 N, dilakukan pada suhu 1200_{C selama 30}

menit. Uji kapasitas sorpsi dilakukan untuk mengetahui kemampuan menyerap minyak sedangkan karakterisasi dengan FTIR dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terbentuk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi asam berpengaruh terhadap kapasitas sorpsi yang dihasilkan. Kapasitas sorpsi optimal dari jerami padi yang diaktivasi asam asetat diperoleh pada konsentrasi 1,25 N sedangkan pada asam sitrat 1,75 N, dengan nilai kapasitas sorpsi masing-masing sebesar 11,14 g minyak/g sorben 11,18 g minyak/g sorben. Karakterisasi menggunakan FTIR menunjukkan adanya penambahan gugus fungsi karbonil (C=O) pada bilangan gelombang 1637,63cm-1_{pada spectrum IR yang diaktivasi asetat, dan 1658 cm}-1 _{pada spektrum IR yang diaktivasi sitrat. Hasil}

identifikasi gugus fungsi pada jerami padi sebelum dan sesudah diaktivasi asam mempunyai persamaan pada pita serapan yang dihasilkan yaitu munculnya serapan lebar pada bilangan gelombang sekitar 3300 cm-1_{(-OH group).}

2900 cm-1_{(C-H group). 1460 - 1470 cm}-1_(-CH

2 group), 1310 cm–1(-CH group), dan pada bilangan gelombang sekitar

1050 cm-1_{(C-O group).}

Kata kunci :Aktivasi kimia, asam asetat, asam sitrat, minyak mentah, jerami padi

ABSTRACT

Effect Acid Addition on Rice Straw to Increase Sorbtion Capacity of Oil Sorbent .

The cellulosic material attached by hydroxyl groups of rice straw can be chemically activated by carboxylic acid yields in longer-chain to increase the crude oil sorption capacity of rice straw as oil sorbent. Chemical activation of rice straw was done by acetic and citric acid in various concentrations of 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50, 1.75, and 2.00 N, respectively . It was carried out at 120 0_{C for 30 minutes and then the sorption capacity was measured}

subsequently to know ability of oil sorption and characterized by FTIR to identify formed groups.

The results showed that the acid concentration effected the sorbtion capacity. The optimum sorption capacity of rice straw was obtained by acetic acid 1,25N and citric acid 1.75N activation. Optimum sorption capacity of crude oil at concentration of 11.14 g oil/g sorbent and 11.18 g oil/g sorbent respectively. Characterization of the IR spectrum using FTIR showed the additional carbonyl functional group (C=O) at wave number1637.63cm-1_by

acetate activation, and 1658cm-1_{by citric activation. The result of IR spectrum identification showed that before}

and after acid activation, the functional groups of rice straw had similarity to the absorption band, such as wide absorption at wave number of about 3300 cm-1(−_{OH group). 2900 cm-}1 (_{C−H group). 1460-1470 cm-}1(_−CH

2 group),

1310 cm-1(−CH group), and the wave number at 1050 cm-1(_{C−O group).} Keywords : Chemical activation, acetic acid, citric acid, crude oil ,rice straw

(30)

Nida Sopiah .: Pengaruh Penambahan Asam pada Jerami dalam Meningkatkan Kapasitas Sorpsi...

PENDAHULUAN

Jerami padi merupakan salah satu potensi lokal yang sampai saat ini kajian pemanfaatannya masih terus dilakukan. Terlebih dengan adanya rencana pemerintah untuk meningkatkan areal persawahan dari 8,1 juta hektar lahan sawah tahun 2014 dan akan ditingkatkan menjadi 8,8 juta hektar lahan sawah pada tahun 20151) menambah peluang untuk mengkaji potensi dari jerami padi untuk meningkatkan nilai tambah ekonomi.

Pemanfaatan jerami di masyarakat telah dilakukan di sektor pertanian dan peternakan sebagai pakan ternak, media tumbuh untuk produksi jamur merang, pupuk organik, dan sebagainya. Sedangkan yang bersifat kajian pemanfaatan jerami antara lain pemanfaatan jerami padi sebagai bahan baku pembuatan bioetanol2)_{, untuk proses penjernihan air}3)_, sorpsi logam4), 5), 6)_{, pengurangan Free Fatty} Acid (FFA) dan warna pada minyak jelantah7)_. Kajian jerami padi sebagai oil sorbent8,9)

mulai dikembangkan karena jerami padi

mempunyai kandungan selulosa 37,71%10)_,

yang mempunyai gugus hidroksil yang dapat dimodifikasi untuk meningkatkan sifat liofilitasnya.

Tujuan dari kajian ini adalah untuk meningkatkan nilai tambah dari limbah jerami padi dengan meningkatkan kapasitas sorpsi jerami padi sebagai oil sorbent dengan cara aktivasi kimia, diharapkan dengan adanya penambahan gugus hidrokarbon pada jerami padi yang diaktivasi asam karboksilat maka kapasitas sorpsinya akan meningkat.

Pada kajian ini limbah jerami padi diaktivasi menggunakan dua jenis asam organik yaitu asam sitrat dan asam asetat, adapun bahan uji

yang digunakan dalam uji kapasitas sorpsi adalah minyak mentah.

Adanya penambahan gugus alkil dan karbonil pada jerami padi sebelum dan setelah proses aktivasi kimia selanjutnya diidentifikasi menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR).

BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ayakan kasar, kertas saring, pH meter WTW pH 720 InoLab, timbangan analitik Sartorius CP2245, oven Memmert UN55, penangas, Furnace Thermolyne Type 47900, Fourier Transform Infrared (FTIR) Shimadzu IR 21, kain nilon (10x10 cm) dan tali (15 cm), dan peralatan gelas lainnya.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jerami padi yang berasal dari Desa Dangdang Cisauk Tangerang, Minyak mentah yang berasal dari Cepu Jawa Tengah, asam asetat, aquadest, buffer asetat pH 4 dan 7.

Prosedur Kerja Penyiapan Bahan Uji

Jerami padi dikeringkan dengan cara diangin-anginkan di ruang terbuka, sampai diperoleh kadar air lebih kecil dari 10%. kemudian dilakukan penggilingan selanjutnya diayak dengan ayakan kasar. Setelah itu, dimasukkan dalam oven dengan suhu 1050_{C sampai} diperoleh berat konstan dan disimpan dalam desikator.

Aktivasi Kimia Jerami padi dengan Asam

Pada penelitian ini dilakukan uji aktivasi kimia pada jerami padi sebagai bahan uji dengan cara ditimbang masing-masing sebanyak 10

(31)

g dan dimasukkan dalam labu Erlenmeyer. Kemudian ditambahkan 40 ml asam asetat pada labu yang satu dan yang lainnya asam sitrat dengan variasi konsentrasi 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75 dan 2,00 N. Masing-masing campuran tersebut diaduk kemudian dipanaskan menggunakan penangas pada suhu 1200_{C selama 30 menit, kemudian} disaring dan residunya dioven pada suhu 500_C selama 24 jam. Selanjutnya residu dicuci dengan aquadest sampai diperoleh pH netral. Pengukuran pH dilakukan menggunakan pH meter yang sebelumnya telah dikalibrasi terlebih dahulu.

Masing-masing jerami padi yang sudah diaktivasi (sorben) dimasukan dalam dalam oven untuk dikeringkan pada suhu 1050_C sampai diperoleh berat konstan.Selanjutnya sorben yang telah diaktivasi dimasukkan ke dalam desikator untuk selanjutnya dilakukan pengujian kapasitas sorpsi terhadap minyak mentah.

Pengujian Kapasitas sorpsi Jerami Padi Teraktivasi Terhadap Minyak Mentah

Jerami padi yang telah diaktivasi masing-masing ditimbang 1,00±0,50 g lalu dimasukkan ke dalam selongsong kain nilon yang telah ditimbang dan diikat dengan tali. Kemudian selongsong tersebut dimasukkan dalam beaker glass 500 ml yang berisi minyak mentah 300 ml selama 15 menit, lalu ditiriskan 15 menit. Setelah itu ditimbang berat akhir dan dihitung nilai kapasitas sorpsi minyak (Q).

Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi:

Q = Wtotal- (Wkain+minyak)-Wsorben _……..(2)

W

Keterangan:

Q = Kapasitas sorpsi minyak (g minyak/g sorben)

W_total = Berat kain+sorben+minyak (g)

Wsorben+minyak = Berat sorben+ minyak(g)

Wkain+minyak = Berat selongsong kain+minyak (g)

Wsorben = Berat sorben awal (g)

Karakterisasi dengan Fourier Transform Infrared(FTIR)

Bahan uji dan senyawa KBr (1:100) dicampurkan dalam mortar, selanjutnya digerus sampai homogen. Kemudian dibuat pellet dengan memasukkan ke dalam alat press. Pellet yang sudah jadi diletakkan dalam sam-pel holder. Selanjutnya dilakukan pengukuran dengan FTIR dan diamati spektrum yang terbentuk.

Pengaruh Aktivasi Kimia terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah

Proses sorpsi suatu bahan uji (sorben) terhadap sorbat sangat ditentukan dari seberapa besar kemampuan sorben tersebut dalam melakukan penyerapan. Komposisi utama jerami padi terdiri atas selulosa 37,71%9)_._memungkinkan untuk dilakukan modifikasi pada gugus fungsi hidroksilnya

(-OH) dengan cara mengaktivasi jerami padi tersebut menggunakan asam karboksilat. Proses aktivasi kimia menggunakan asam asetat dan sitrat dengan bantuan pemanasan dapat memperpanjang gugus hidrokarbon dan gugus karbonil yang mampu meningkatkan sifat hidrofobisitas jerami padi sehingga dapat meningkatkan kemampuan dalam menyerap minyak (oil sorbent).

Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang mempunyai tiga gugus asam karboksilat

(32)

Nida Sopiah .: Pengaruh Penambahan Asam pada Jerami dalam Meningkatkan Kapasitas Sorpsi...

yaitu 3,15; 4,77 dan pKa3 = 6,40;

Sedangkan Asam asetat merupakan asam organik lemah yang mempunyai satu gugus asam karboksilat (monokarboksilat) dengan nilai pKa yaitu 4,76.

Gambar 1. Reaksi asam asetat dan asam sitrat dengan selulosa

Berdasarkan struktur kimianya, kedua asam tersebut dimungkinkan untuk bereaksi dengan selulosa, karena asam asetat dan sitrat mempunyai gugus karboksilat yang dapat bereaksi dengan gugus hidroksil yang terikat pada selulosa. Asam asetat mempunyai struktur kimia yang lebih sederhana daripada asam sitrat sehingga faktor sterik ruang pada asam sitrat untuk berikatan dengan selulosa mempengaruhi kekuatan ikatan yang terbentuk antara selulosa dengan asam sitrat.

Data kajian menunjukkan bahwa jerami padi sebelum dilakukan aktivasi kimia mempunyai kapasitas sorpsi sebesar 4,62 minyak/g sorben dan mengalami peningkatan secara signifikan setelah dilakukan aktivasi menggunakan asam asetat maupun sitrat. Aktivasi kimia menggunakan kedua asam tersebut mampu

meningkatkan kapasitas sorpsi sebesar tiga kali lebih besar dibanding kontrol. Adapun konsentrasi optimum pada asetat terdapat pada konsentrasi 1,25 N dan pada asam sitrat optimum pada konsentrasi 1,75 N. dengan nilai kapasitas sorpsi masing-masing adalah 11,14 g minyak/g sorben 11,18 g minyak/g sorben.

Setelah dicapai konsentrasi optimum pada asam asetat 1,25N, kapasitas sorpsi mengalami penurunan pada asam asetat 1,50N menjadi 9,15, kemudian berturut-turun menjadi 5,67 dan 4,8 g minyak/g sorben pada konsentrasi asam asetat 1,75 dan 2,00N. Sedangkan pada jerami padi yang diaktivasi asam sitrat mengalami penurunan kapasitas sorpsinya pada 2,00N, dengan nilai kapasitas sorpsinya sebesar 6,40 g minyak/g sorben. Penurunan kapasitas sorpsi ini terjadi diduga disebabkan terjadinya hidrolisis ikatan glikosidik β-1,4 akan terjadi jika dilakukan pemanasan dengan asam kuat dan konsentrasi tinggi11)_{dan terjadinya desorpsi} yang disebabkan oleh terhalangnya pori-pori Gambar 2. Kapasitas sorpsi dari jerami padi yang diaktivasi oleh asam asetat dan asam sitrat