Semirata 2013 FMIPA Unila |283
UJI KEMAMPUAN DAYA SERAP TUMBUHAN GENJER
(Limnocharis flava) TERHADAP LOGAM BERAT BESI (Fe)
DAN MANGAN (Mn)
Priyanti dan Etyn Yunita
Program Studi Biologi Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Abstrak. Sungai Cisadane yang merupakan sumber bahan baku air PDAM Kota Tangerang
sudah tercemar oleh golongan bahan beracun berbahaya (B3), antara lain kandungan besi (Fe) dan mangan (Mn) yang lebih tinggi dari baku mutu. Daerah sungai dan danau sering ditumbuhi oleh berbagai jenis tumbuhan yang mempunyai fungsi yang besar bagi ekosistem perairan, diantaranya genjer (Limnocharis flava). Telah dilakukan penelitian tentang kemampuan daya serap tumbuhan genjer terhadap logam berat Fe dan Mn. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat keefektifan tumbuhan genjer (L. flava) dalam menyerap logam berat (Fe dan Mn) selain mengamati organ tumbuhan genjer (akar, batang, daun) yang paling banyak menyerap logam berat (Fe dan Mn). Sampel tumbuhan genjer diambil di daerah persawahan Muncul Tangerang Selatan secara random sampling. Penanaman genjer untuk perlakuan penelitian dan analisa logam Fe dan Mn dilakukan di Laboratorium Lingkungan, Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Data hasil penelitian dianalisa dengan menggunakan analisis variansi untuk percobaan factorial dalam waktu dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah level logam berat (Fe dan Mn). Konsentrasi Fe dan Mn yang diujikan yaitu sebesar 0 ppm; 1 ppm; dan 3 ppm. Faktor kedua yaitu organ tumbuhan genjer (akar, batang, dan daun). Faktor ketiga adalah waktu pengukuran (0, 2, 4, dan 6 hari). Hasil penelitian menunjukkan bahwa genjer (Limnocharis
flava) mampu menyerap logam besi (Fe) sebesar 2,24 - 9,72 ppm. Genjer juga mampu
menyerap logam mangan (Mn) berkisar antara 0,31 – 1,06 ppm. Tanaman genjer mampu menyerap logam Fe sebesar 20,32 - 63,99 % dan logam Mn sebesar 20,45 % - 63,21 %. Organ akar tanaman genjer mampu menyerap logam Fe dan Mn lebih besar dibandingkan organ batang dan daun. Semakin lama tanaman terpapar logam Fe dan Mn maka kemampuan penyerapannya semakin kecil.
Kata kunci: genjer (Limnocharis flava), logam Fe dan Mn, fitoremediasi
PENDAHULUAN
Air merupakan kebutuhan hidup yang sangat penting bagi semua makhluk hidup. Manusia sangat bergantung pada air untuk melaksanakan segala aktivitas kehidupannya, seperti mencuci, memasak, dan lain-lain. Air yang digunakan masyarakat sering berwarna kuning dan berbau. Ciri seperti itu mengindikasikan tingginya kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) pada air tersebut.
Berbagai usaha yang telah dilakukan untuk mengurangi logam berat di derah perairan, yaitu secara fisika, kimiawi, dan
biologi. Teknologi pengurangan logam berat dengan cara fisika dan kimiawi memerlukan biaya yang mahal dengan seperangkat alat-alat yang harus ditempatkan pada areal yang luas. Upaya mengurangi logam berat secara biologi dikenal dengan bioremediasi. Teknik remediasi yang sekarang dikembangkan adalah menggunakan tumbuhan (fitoremediasi). Teknik ini dinilai oleh beberapa peneliti mempunyai tingkat keefektifan yang tinggi (Lasat, 2000).
sebagai sayuran. Tumbuhan ini memiliki kandungan serat dan gizi yang tinggi sehingga baik untuk kesehatan (BIOTROP, 2008). Jenis tumbuhan air ini juga mudah diperoleh di pasar karena harganya relatif murah dan mudah cara pengolahannya.
Penelitian fitoremediasi yang menggunakan genjer pernah dilakukan oleh Alfa (2003), Hermawati, Wiryanto dan Solichatun (2005) dan Avlenda (2009). Hasil penelitian menunjukkan bahwa genjer mampu secara efektif menurunkan kadar logam berat timbal (Pb), BOD, COD, DO, TSS, sulfat, dan fosfat di perairan yang tercemar oleh limbah. Berdasarkan uraian di atas maka perlu dilakukan penelitian tentang kemampuan daya serap tumbuhan genjer terhadap logam berat Fe dan Mn.
MATERI DAN METODE
Penelitian dilakukan pada bulan Mei sampai Oktober 2010. Sampel tumbuhan diambil di daerah persawahan Muncul Tangerang Selatan. Penanaman genjer untuk perlakuan penelitian dan analisa logam Fe dan Mn dilakukan di Laboratorium Lingkungan, Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari: kantung plastik ukuran 60 x 90 cm, cangkul, Water Quality Checker (merk Horiba tipe U-10), botol sampel air, bak plastik 10 L, AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) merk Perkin Elmer tipe A-Analyst 700, Gelas ukur 100 mL, Gelas beker 100 mL, Labu ukur 100 mL, Pipet Ukur, Filter paper 0.45 µ + filter apparatus, dan centrifuge.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah tumbuhan genjer (L. flava), kerikil, pasir, air sawah, larutan Standar Fe dan Mn 1000 ppm, HNO3, dan
aqudest.
Cara Kerja
Pengambilan Sampel Tumbuhan Genjer (L. flava). Tumbuhan genjer (L. flava) diambil di daerah persawahan Muncul Tangerang Selatan secara random sampling. Tumbuhan genjer (L. flava) diambil seluruh organ tubuhnya meliputi akar, batang dan daun sebanyak 100 buah sampel. Potongan sampel tumbuhan dimasukkan ke dalam kantung plastik ukuran 60 x 90 cm untuk ditumbuhkan di Laboratorium Lingkungan PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Sampel air tempat genjer (L. flava) tumbuh juga diambil dan dimasukkan ke dalam botol sampel sebanyak 250 mL. Derajat keasaman (pH) dan kelarutan oksigen (DO) diukur langsung (in situ) di tempat tumbuhnya genjer dengan menggunakan Water Quality Checker.
Uji Tumbuh Sampel Tumbuhan genjer (L. flava)
Tumbuhan genjer (L. flava) yang diambil dari daerah persawahan kemudian ditumbuhkan di laboratorium dengan menggunakan bak plastik bervolume 10 L. Substrat untuk tempat tumbuh genjer digunakan kerikil dan pasir (dengan perbandingan 1:1) yang sudah dicuci bersih dan dibilas dengan aquadest sebanyak dua kali. Hal ini dilakukan untuk menghindari partikel-partikel halus yang dapat menyumbat ruang pori-pori substrat.
Semirata 2013 FMIPA Unila |285
Uji Kemampuan Genjer dalam
Menyerap Logam Berat
Genjer (L. flava) yang mampu menyesuaikan diri di tempat hidupnya yang baru ditandai dengan seluruh bagian tubuhnya dalam keadaan segar. Ke dalam tempat tumbuhnya genjer (L. flava) ditambahkan beberapa konsentrasi logam berat (Fe dan Mn). Konsentrasi Fe dan Mn yang diujikan yaitu sebesar 0 ppm; 1 ppm; dan 3 ppm.
Uji kadar logam berat (Fe dan Mn) pada organ tumbuhan genjer (L. flava) yaitu akar, batang, dan daun dilakukan pada hari ke-0, ke-2, ke-4, dan ke-6 sejak ditumbuhkan di laboratorium. Kadar logam berat (Fe dan Mn) pada akar, batang, dan daun diuji dengan menggunakan AAS. Akar, batang, dan daun yang diuji sebanyak 3 individu tumbuhan dari setiap bak
Data hasil penelitian dianalisa dengan menggunakan analisis variansi untuk percobaan factorial dalam waktu dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah level logam berat (Fe dan Mn). Faktor kedua yaitu organ tumbuhan genjer (akar, batang, dan daun). Faktor ketiga adalah waktu pengukuran (0, 2, 4, dan 6 hari).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji Penyerapan Tanaman Genjer
Hasil penelitian menunjukkan bahwa genjer (Limnocharis flava) mampu menyerap logam besi (Fe) sebesar 2,24 -
Gambar 1. Rataan tingkat penyerapan Fe (ppm) dengan waktu penyerapan (hari)
1.06 (ppm) dengan waktu penyerapan (hari)
15.73 genjer (akar, batang, daun) dengan waktu penyerapan (hari)
Gambar 4. Rataan konsentrasi Mn dalam organ genjer (akar, batang, daun) dengan waktu penyerapan (hari)
Logam mangan (Mn) dapat diserap oleh organ tubuh genjer, seperti: akar (2,12 ppm - 5,39 ppm), batang (0,65 ppm – 1,24 ppm), dan daun (0,47 ppm – 0,77 ppm) seperti disajikan pada Gambar 4.
Berdasarkan hasil sidik ragam (Lampiran 1 dan 2), organ tanaman genjer
berpengaruh secara signifikan (α = 0,01)
terhadap daya serap logam Fe. Terdapat interaksi antara organ tanaman dengan
lamanya waktu pemaparan (α = 0,05).
Konsentrasi logam Mn memberi pengaruh
nyata pada α = 0,05. Organ dan waktu juga memberi pengaruh yang signifikan pada α =
0,01. Interaksi antara organ dan waktu penyerapan memberikan pengaruh nyata pada taraf α = 0,01.
Rata-rata penyerapan logam Fe oleh akar selama penelitian adalah 9,54 ppm, batang sebesar 2,92 ppm kemudian daun 0,87 ppm. Rata-rata penyerapan logam Mn oleh organ akar adalah 3,11 ppm, batang sebesar 0,92 ppm dan daun 0,6 ppm.
Hasil penyerapan logam pada organ akar, batang dan daun tanaman terlihat bahwa penyerapan air bersama Fe dan Mn terjadi pada tanaman genjer. Menurut Sagita (2002) akumulasi Fe dan Mn terlihat tinggi di akar. Hal ini dikarenakan akar langsung bersinggungan dengan media tanam yang terkontaminasi Fe dan Mn. Melalui akar, Fe dan Mn diserap oleh tanaman kemudian didistribusikan ke daun melalui batang.
Semirata 2013 FMIPA Unila |287 hingga 3 ppm dalam jaringan, sedangkan
kadar normal dalam jaringan adalah sebesar 1 ppm.
Kemampuan tanaman genjer dalam menurunkan konsentrasi Fe yang paling tinggi terjadi pada perlakuan konsentrasi 3 ppm. Pada konsentrasi tersebut, genjer dapat menurunkan konsentrasi Fe dari 9,72 ppm ke 3,5 ppm dengan persentasi penurunan sebesar 63,99%. Sedangkan yang paling rendah terjadi pada konsentrasi perlakuan 0 ppm dengan penurunan dari 3,79 ppm ke 3,02 ppm dan persen penurunan sebesar 20,32 %.
Adapun kemampuan tanaman genjer menurunkan konsentrasi Mn yang paling tinggi terjadi pada perlakuan konsentrasi 0 ppm. Pada konsentrasi tersebut, genjer dapat menurunkan konsentrasi Mn dari 1,06 ppm ke 0,42 ppm dengan persentasi penurunan sebesar 63,21 %. Konsentrasi paling rendah terjadi pada perlakuan 3 ppm dengan penurunan dari 0,44 ppm ke 0,31 ppm dengan persen penurunan sebesar 20,45 %.
Akumulasi (tingkat penyerapan) logam berat pada tanaman di perngaruhi oleh banyak faktor antara lain karakteristik fisika, kimia, dan media pertumbuhan yang digunakan. Faktor-faktor tersebut meliputi: pH, kapasitas tukar ion, kejenuhan basa, pertukaran kation, dan lain-lain (Tan, 1982; Sam, 2000).
Nilai pH perairan mencirikan keseimbangan antara asam dan basa dalam air dan merupakan pengukuran konsentrasi ion hydrogen dalam larutan (Saeni, 1989). Perairan tawar memiliki pH 6,0 – 9,0. Selama pengamatan, pada air sebagai media tumbuh tanaman genjer diperoleh kisaran nilai pH sebesar 6,44 – 7,92. Nilai pH tersebut masih berada dalam kisaran pH optimum untuk pertumbuhan tanaman genjer.
Kisaran suhu air selama penelitian sebagai media tumbuh tanaman genjer
adalah 28,46 - 31,860C. Nilai tersebut sedikit di atas kisaran suhu yang baik untuk pertumbuhan tanaman sayur di daerah dataran rendah. Suhu optimum untuk pertumbuhan tanaman sayur di dataran rendah adalah 26,0 - 28,50C dan tidak melebihi suhu 370C.
Oksigen sering merupakan zat kunci dalam menentukan macam dan keberadaan kehidupan dalam air. Oksigen terlarut dalam air digunakan oleh jasad renik untuk menghancurkan bahan-bahan organic, oksigen terlarut juga berfungsi dalam proses respirasi berbagai organism perairan (Saeni, 1989). Secara keseluruhan, kadar oksigen terlarut dalam air untuk pertumbuhan tanaman genjer pada tiga konsentrasi logam Fe sebesar 1,2 - 4,7 ppm.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Tanaman genjer mampu menyerap logam Fe sebesar 20,32 - 63,99 % dan logam Mn sebesar 20,45 % - 63,21 %.
2. Organ akar tanaman genjer mampu menyerap logam Fe dan Mn lebih besar dibandingkan organ batang dan daun.
3. Semakin lama tanaman terpapar logam Fe dan Mn maka kemampuan penyerapannya semakin kecil.
Saran
Perlu penelitian lanjut untuk pengujian terhadap beberapa jenis tanaman yang mempunyai kemampuan tinggi terhadap penyerapan logam dengan waktu pengamatan yang lebih lama lagi. Pengujian perlu dilakukan pada media air yang bersumber dari lokasi yang tercemar.
UCAPAN TERIMA KASIH
DAFTAR PUSTAKA
Alfa, D. F. 2003. Kemampuan Genjer, Kangkung Air, dan Selada Air untuk Menurunkan Konsentrasi Logam Timbal (Pb) di dalam Air. Skripsi. Jurusan Kimia FMIPA IPB. Bogor.
Anonim. 2000. Bertanam Sayuran di Lahan Sempit. Cetakan ke-5. Penebar Swadaya. Jakarta.
Ardi. 2002. Pemanfaatan Makrozoobentos sebagai Indikator Kualitas Perairan Pesisir. Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Arisandi, P. 2001. Mangrove Jenis Api-api (Avicenna marina) Alternatif Pengendalian Pencemaran Logam Berat Pesisir. Lembaga Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah. Gresi
Astawan, M. 2008. Bahaya Logam Berat
dalam Makanan.
http://www.bmf.litbang.depkes.go.id. 18 Februari 2010.
Avlenda, E. 2009. Penggunaan Kangkung (Ipomoea aquatica Forsk.) dan Genjer (Limnocharis flava (L.) Buch.) dalam Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit. Skripsi. Sekolah Tinggi Ilmu Hayati. ITB. Bandung.
BIOTROP. 2008. Invasive Alien Species
(Limnocharis flava).
http.//www.biotrop.org/database.php?act =dbias&page=11.
10 Februari 2010.
Effendi, H. 2003. Telaahan Kualitas Air bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kanisius. Yogyakarta.
Hasanah, Y. U. 2006. Ekstraksi Ion Fe(III) dengan Ekstraktan Ammonium Pirolidin Dithiokarbamat (APDC) dalam Pelarut Metil Iso Butil Keton (MIBK). Skripsi. Universitas Negeri Semarang. Semarang.
Hawkins EB. And the Good Herb Taketh
Away. http://www.chiro.org/nutrition. 15 November 2010.
Hermawati, E., Wiryanto, dan Solichatun.2005. Fitoremediasi Limbah Deterjen Menggunakan Kayu Apu (Pistia stratioides L.) dan Genjer (Limnocharis flava L.). BioSmart Vol. 7(2): 115-124.
Juhaeti, T., F. Syarif, dan N. Hidayati. 2005. Inventarisasi Tumbuhan Potensial untuk Fitoremediasi Lahan dan Air Terdegradasi Penambangan Emas. Biodiversitas Vol. 6(1): 31-33.
Lasat, M. M. 2000. Phytoextraction of Metals from Contaminated Soil: A Review of Plant/Soil/Metal Interactio and Assessment of Permanent
Agronomic Issues.
http://www.engg.ksu.edu/HSRC/JHSR/ vol2no5.pdf. 10 Februari 2010.
Notohadiprawiro, T. 2006. Ilmu Tanah. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta
Onrizal. 2005. Restorasi Lahan Terkontaminasi Logam Berat. Jurusan Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara.
PPRI. 2001. Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Jakarta.
Prabowo, H. E. 2004. Ketika Sungai Cisadane Tercemar. http://www. Kompas.com/kompas-cetak. 20 Februari 2010.
Pracaya. 2007. Hama dan Penyakit Tanaman. Penebar Swadaya. Jakarta.
Pratiwi, N.T. M., W. Wardhana, A. Widyawan, dan R. Rianto. 2006. Cyanobacteria dari Beberapa Situ dan Sungai di Kawasan Jakarta dan Depok, Indonesia. Skripsi. Departemen Biologi. FMIPA. Universitas Indonesia. Jakarta.
Semirata 2013 FMIPA Unila |289 Menggunakan Tanaman Normal dan
Transgenik Solanum nigrum L. Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses.
Priyanto, B. dan J. Prayitno. 2008. Fitoremediasi sebagai Sebuah Teknologi Pemulihan Pencemaran, Khususnya
Logam Berat.
http://ltl.bppt.tripod.com/sublab/lflora1.h tm. 10 Februari 2010.
Purwati, S. dan A. Surachman. 2007. Potensi dan Pengaruh Tanaman pada Pengolahan Air Limbah Pulp dan Kertas dengan Sistem Lahan Basah. Berita Selulosa Vol. 42(2):45-53.
Saeni, M. S. 1989. Kimia Lingkungan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Salmin. 2005. Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) Sebagai Salah Satu Indikator untuk Menentukan Kualitas Perairan. Oseana Vol. XXX(3): 33-38.
Sam, C. 2000. Mechanisms and Strategies for Phytoremediation of Cadmium. http://lamar.colostate.edu/-samcox/. Department of Agriculture Colorado State University. Colorado
Sastrawijaya, T. 1991. Pencemaran Lingkungan. Cetakan-1. Rineke Cipta. Jakarta.
Subroto, M. A. 1996. Fitoremediasi. Prosiding Pelatihan dan Lokakarya Peranan Bioremediasi dalam Penelolaan Lingkungan. Cibinong, Bogor.
Sulastri, M. S. Syawal, S. Nomosatryo, dan I. Ridwansyah. 2002. Kecerahan Distribusi Suhu dan Konduktivitas dalam Hartono, D. I. dan Sulastri. Limnologi Danau Ranau. Pusat Penelitian Limnologi-LIPI. Bogor.
Suraya, U., S. Gandih, dan Adiwijaya. 2006. Kelimpahan dan Keanekaragaman Tumbuhan Air di Perairan Danau Tabiri. Jurnal of Tropical Fisheries Vol. 1(1): 38-47.
Suwondo, Y. Fauziyah, Syafrianti, dan S. Wariyanti. 2005. Akumulasi Logam CuPeraturan Pemerintahrum (Cu) dan Zincum (Zn) di Perairan Sungai Siak dengan Menggunakan Bioakumulator Eceng Gondok (Eichornia crassipes). Jurnal Biogenesis Vol. 1(2):51-56.
Tan Kin H. 1982. Principles of Soil Chemistry. The University of Georgia. College of Agriculture, Athens, Georgia.
Walpole, R. E. dan R. H. Myers. 1986. Ilmu Peluang dan Statistika untuk Insiyur dan Ilmuwan. Terbitan ke 2. Penerbit ITB. Bandung.
