Oleh
Senja Ike Rismawati
1507 100 033
Dosen Pembimbing:
Aunuroim, S.Si, DEA
Dini Ermavitalani, S.Si, M.Si
SIDANG
TUGAS AKHIR
Fitoremediasi Tanah Tercemar
Logam Berat Seng (Zn)
Menggunakan Tanaman Jarak
pagar (Jatropha curcas L.)
industri kimia, semen, peleburan logam, pertambangan, baterai, cat dan industri lainya (Khasanah, 2009)
Limbah industri = toksikan yang sangat berbahaya, apalagi prosesnya
melibatkan Logam berat
Logam berat yang umumnya mencemari habitat :Cd, Cr ,Cu,Hg, Pb, Ni dan Seng Zn (USEPA, 1997; Lasat et al., 2001).
Zn adalah logam berat essensial, dalam jumlah rendah dibutuhkan oleh tubuh (manusia, hewan dan tumbuhan) tapi dalam kadar tinggi dapat meracuni tubuh (palar,1994)
Jarak pagar (Jatropha curcas L.)
Upaya pemulihan perlu dilakukan : dengan teknik fitoremediasi
• Mudah tumbuh, tahan kekeringan, mudah didapatkan dan
diperbanyak (Hambali dkk,2006) • Bukan tanaman konsumsi
• Dapat bertahan pada tanah terkontaminasi As,Cr dan Zn
hingga konsentrasi 250, 100 dan 3000 mg/kg (kumar,2008)
Apakah tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.)
mempunyai potensi dalam meremediasi tanah
tercemar logam Seng (Zn) ?
Apakah logam berat Seng (Zn) memberikan pengaruh
terhadap tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) ?
PERMASALAHAN
Untuk mengetahui potensi tanaman jarak pagar
(Jatropha curcas L.) dalam meremediasi tanah
tercemar logam berat Zn.
Untuk mengetahui pengaruh logam berat Seng (Zn)
terhadap pertumbuhan tanaman jarak pagar
(Jatropha curcas L.)
MANFAAT :
Jenis tanaman uji adalah Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dengan tinggi yang relatif seragam
Sampel untuk media tanam berupa tanah taman yang dicemari oleh limbah buatan ZnCl2 dengan konsentrasi 0, 500, 1500 dan 2500 mg/kg (Kumar, 2008)
Penelitian ini dilakukan selama 28 hari dengan pemanenan setiap 7 hari sekali
Potensi tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dalam meremediasi tanah tercemar logam Seng (Zn) dapat diperkirakan melalui Faktor Transfer (FT)
Pengamatan parameter pertumbuhan meliputi pengukuran tinggi tanaman, luas daun dan berat kering.
Diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah mengenai alternatif pengolahan tanah tercemar logam berat Seng (Zn) menggunakan tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) secara
fitoremediasi
BATASAN
METODOLOGI
TEMPAT PENELITIAN
Analisis Kandungan Zn
Waktu Penelitian
Rancangan Penelitian dengan Konsentrasi Zn yang Rancangan Acak Lengkap ditambahkan 0 mg/l, 500 mg/l,
1500 mg/l dan 2500 mg/l dengan 4 ulangan Februari-Juni 2012 Balai Besar Labolatorium Kesehatan Surabaya (BBLKS)
Balittas (Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat), Rumah kaca DKP Surabaya dan
Alat:
Polybag ukuran 30x40 cm, AAS (Atomic Absorbtion
Spectrofotometer), timbangan, neraca analitik,
penggaris, termometer, soil tester, gelas kimia,
pipet, erlenmeyer, dan oven.
Bahan:
Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) berumur
2,5 bulan, aquades, ZnCl
2,tanah taman dan pupuk
kandang.
CARA KERJA
Pembenihan dan Persiapan
Penanaman
Aklimatisasi
Pemberian perlakuan logam
Pengukuran parameter
pertumbuhan
Analisis kandungan Zn
Analisa Data
Analysis of Variance (ANOVA), uji lanjutan dengan uji Fisher’s
Konsentrasi Znyang Ditambahka
n
Nilai Zn pada media (mg/kg)
Hari Ke-7 Hari Ke-14 Hari Ke-21 Hari Ke-28 0 mg/l 85,7125 79,564 71,554 65,8235 500 mg/l 436,598 348,321 5 327,020 1 302,057 1500 mg/l 1119,29 1 1108,92 3 932,762 853,803 2500 mg/l 1980,03 1 1778,39 1 1620,14 2 1174,55 5
HASIL DAN PEMBAHASAN
PENURUNAN ZINK DALAM TANAH
0 500 1000 1500 2000 Hari
Ke-7 Ke-14Hari Ke-21Hari Ke-28Hari
Ko ns en tr as i Z n (mg /k g)
Waktu pemaparan (Hari)
Rerata Penurunan Konsentrasi Zn dalam media
0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l
pada hari ke-7 hingga hari ke-28 diperoleh bahwa kandungan konsentrasi Zn semakin berkurang baik pada setiap konsentrasi
Hal ini sesuai dengan pernyataan dari Kasmara (2005) dalam Rossiana (2007), yang meyebutkan bahwa akan terjadi penurunan konsentrasi logam berat pada tanah setelah fitoremediasi dibandingkan sebelum fitoremediasi
Konsentra si Zn yang Ditambahk an Nilai pH tanah Hari ke-7 Hari Ke-14 Hari Ke-21 Hari Ke-28 0 mg/l 5,4 5,7 6,1 7 500 mg/l 4,9 5,8 5,3 6,8 1500 mg/l 4,8 5,6 5,8 6,6 2500 mg/l 4,2 4,5 5,1 6,4
NILAI PH TANAH
•
nilai pH bersifat asam, yaitu
pada kisaran 4,2-5,4. Nilai pH
pada semua konsentrasi Zn
terus mengalami kenaikan
mendekati pH netral (6,9).
•
Berdasarkan uji statistik,
pemberian perlakuan logam
berat Zn memberikan
pengaruh terhadap nilai pH
dengan p-value <0,05. Untuk
lebih jelasnya dapat dilihat
pada lampiran E
TEMPERATUR TANAH
25 26 27 28 29 30 31 7 14 21 28 N ila i T em pe ra tu r CWaktu Pemaparan (Hari)
Temperatur Tanah pada Beberapa Konsentrasi Zn selama Waktu Pemaparan
0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l
• Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) tumbuh subur pada temperatur sekitar 27°C - 30°C.
• Berdasaran uji statistik pemberian perlakua pemberian logam berat Zn memiliki pengaruh terhadap nilai temperatur tanah dengan p-value <0,05. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada lampiran E.
Konsentrasi Zn yang ditambahkan
Akumulasi Logam Zn dalam Tanaman Jarak pagar (mg/kg)
Hari ke-7 Hari ke-14 Hari ke-21 Hari ke-28
0 mg/l 25,044 26,3155 30,409 31,727
500 mg/l 149,415 162,35 168,9165 174,329
1500 mg/l 453,336 459,996 484,4245 527,151
2500 mg/l 711,3385 749,465 822,6065 1201,822
AKUMULASI ZINK PADA TANAMAN JARAK
PAGAR
(JATROPHA CURCAS)
akumulasi logam Zn pada tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi Zn yang ditambahkan.
AKUMULASI ZINK PADA TANAMAN JARAK
PAGAR
(JATROPHA CURCAS)
0 200 400 600 800 1000 1200 Akar Non
Akar Total Akar NonAkarTotal Akar NonAkar Total Akar NonAkarTotal
7 14 21 28 Aku mu la si Z n (m g/ kg )
Waktu pemaparan (hari)
Akumulasi Zn pada Akar dan Non Akar Jarak pagar Selama Waktu Pemaparan
0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l
akumulasi logam berat Zn lebih tinggi dalam bagian akar
dibandingkan bagian non akar (batang dan daun)
Hal ini disebakan karena:
Akar tumbuhan memiliki kemampuan mentraslokasikan
logam berat lebih banyak di akar dibandingkan bagian tunas
atau pucuk (Kumar,1999) Hal ini berkaitan dengan kerja pita
Caspary di endodermis sel akar. Pita Caspary memiliki fungsi
penting sebagai penghalang masuknya air serta mineral
terlarut melalui jalur ekstraseluler, menentukan jenis-jenis
mineral apa saja yang dapat memasuki xilem akar.
Adanya pita caspary pada endodermis jaringan akar ini dapat
menghambat transport logam berat dari akar ke organ batang
dan daun sehingga konsentrasi logam nikel di akar lebih
besar daripada di batang dan daun.
Selain itu,, Pada akar tidak hanya terjadi proses absorbsi
(penyerapan) logam Zn, tetapi juga terjadi proses adsorpsi
(penjerapan) logam di permukaan akar. Hal ini juga menjadi
penyebab konsentrasi Zn lebih tinggi di organ akar daripada
di organ non akar
ANALISIS TINGGI TANAMAN
35 40 45 50 7 14 21 28 Ti ng gi (Cm )Waktu Pemaparan (Hari)
Tinggi Tanaman pada Beberapa Konsentrasi Zn Selama Waktu Pemaparan
0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l
• Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) dengan konsentrasi Zn yang paling tinggi yaitu 2500 mg/l memberikan hambatan yang paling besar terhadap
pertumbuhan tinggi tanaman.
• DIDUGA--- kelebihan Zn akan menghambat aktifitas fisiologis, seperti
penghambatan produksi NADP pada kloroplas (van Asscheetal., 1988). Kelebihan Zn juga akan menghambat α-amilase, ATPase, fitase dan IAA Oksidase yang
ANALISIS LUAS DAUN
1200 1300 1400 1500 1600 7 14 21 28 N ila i L ua s D au n ( Cm ²)Waktu pemaparan (Hari)
Luas Daun pada Beberapa Konsentrasi Zn Selama Waktu Pemaparan
0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l
• Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) dengan konsentrasi Zn yang paling tinggi yaitu 2500 mg/l memberikan hambatan yang paling besar terhadap
pertumbuhan luas daun tanaman
• Hal ini dikarenakan peran Zn dalam mekanisme perpindahan Mg pada pemisahan air di fotosistem II, ketika konsentrasi Zn pada tanaman tinggi dapat
mengakibatkan penghambatan Fotosistem I dan Fotosisten II sehingga proes fotosintesis akan terhambat pula (van Assche and Clijsters, 1986).
Konsentrasi Zn yang ditambahkan
Berat Kering Tanaman Jarak pagar (gram)
Hari ke-7 Hari ke-14 Hari ke-21 Hari ke-28 0 mg/l 16,525 19,64 21,915 22,975 500 mg/l 17,015 17,5775 19,5525 24,7 1500 mg/l 17,825 18,075 22,147 25,025 2500 mg/l 20,9875 21,6126 23,647 26,357
ANALISIS BERAT KERING
• Berat kering meningkat seiring dengan meningkatnya akumulasi logam berat Zn.
• Detoksifikasi ion logam yang masuk dalam sel dapat dilakukan dengan pembentukan fitokelatin
• Dengan bantuan fitokelatin ion
logam akan berikatan dengan gugus surfihidril pada sistein sehingga
membentuk kompleks fitokelatin logam yang kemudian ditransport kedalam vakuola untuk disimpan (Gardner, 1991) Hal ini
menyebabkan tanaman tetap
mampu melakukan proses-proses fisiologis sehingga berat kering tanaman menjadi meningkat.
MORFOLOGI DAUN
(A) Klorosis (B) Nekrosis (C) Daun tidak normal (D) Klorosis
gejala toksisitas ini terjadi pada
konsentrasi 500 mg/l hingga
konsentrasi 2500 mg/l yang
ditunjukkan pada hari ke-14, 21 dan
28.
Fontex dan Cox (1995) menyebutkan
Kelebihan Zn mengakibatkan:
•
Klorosis pada daun muda = daun
yang kehilangan klorofil ditandai
dengan menguningnya daun
•
Pertumbuhan daun yang tidak
normal = daun yang lebih
kecil/kerdil
•
Nekrosis = gejala kematian sel
tanaman yang ditandai dengan
daun yang menggulung dan daun
yang keriput/berparut
Menurut Tjahaja (2006) potensi fitoremediator tersebut dapat
ditinjau dari faktor transfer.
Berdasarkan nilai faktor transfer menurut (Baker 1981) dan
Zhu (2005), menyatakan bahwa nilai faktor transfer yang
lebih besar dari 1 dapat dikategorikan sebagai metal
accumulator species, sedangkan tumbuhan yang mempunyai
nilai faktor transfer yang kurang dari 1 dikategorikan sebagai
metalexcluder species
POTENSI TANAMAN JARAK PAGAR (
JATROPHA
Konsentrasi Zn yang ditambahkan
Nilai Faktor Transfer
Hari ke-7 Hari ke-14 Hari ke-21 Hari ke-28
0 mg/l 0,342226 0,466092 0,516533 0,577348
500 mg/l 0,292186 0,330746 0,42498 0,482001
1500 mg/l 0,405021 0,414813 0,519344 0,617415
2500 mg/l 0,359256 0,421429 0,507737 1,023215
tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) berpotensi sebagai tanaman akumulator Zn. Hal ini terlihat dari nilai faktor transfer yang relatif lebih besar dari 1 (Tjahaja, 2006)
