PENURUNAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) PADA KOLAM BIOFILTRASI AIR IRIGASI DENGAN MENGGUNAKAN TANAMAN AIR (AQUATIC PLANT) TESIS. Oleh :

(1)

PENURUNAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) PADA KOLAM

BIOFILTRASI AIR IRIGASI DENGAN MENGGUNAKAN

TANAMAN AIR (AQUATIC PLANT)

TESIS

Oleh :

NIM : 097001017

MURDHIANI

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

PROGRAM PASCA SARJANA

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PENURUNAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) PADA KOLAM

BIOFILTRASI AIR IRIGASI DENGAN MENGGUNAKAN

TANAMAN AIR (AQUATIC PLANT)

TESIS

Oleh :

MURDHIANI

097001017

Tesis Ini Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Pertanian Pada Program Pascasarjana Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

PROGRAM PASCA SARJANA

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Judul Penelitian : Penurunan Logam Berat Timbal (Pb) Pada Kolam Biofiltrasi Air Irigasi Dengan Menggunakan Tanaman Air (Aquatic Plant)

Nama : Murdhiani No. Pokok : 097001017

Program Studi : Agroekoteknologi

Menyetujui: Komisi Pembimbing

Ir. T. Sabrina, M.agr.Sc. Ph.D Prof. Dr. Ir. Sumono, MS Ketua Anggota

Ketua Program Studi Agronomi Dekan Fakultas Pertanian

(4)

Telah diuji pada tanggal :

PANITIA PENGUJI TESIS:

Ketua : Ir.T.Sabrina, Magr.Sc.Ph.D Anggota : Prof. Dr. Ir. Sumono, MS Penguji : 1. Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP 2. Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP

(5)

ABSTRAK

Murdhiani, 2012. Penurunan Logam Berat Timbal (Pb) Pada Kolam Biofiltrasi Air Irigasi Dengan Menggunakan Tanaman Air (Aquatic Plant). Penggunaan tanaman air dapat digunakan untuk mengurangi konsentrasi logam berat timbal di air irigasi maupun tanah. Tujuan penelitian ini adalah Untuk mengetahui pengaruh tanaman eceng gondok, semanggi air dan azolla serta pengaruh laju debit air irigasi dari kolam biofiltrasi dalam menurunkan konsentrasi logam berat timbal (Pb) dalam air irigasi.

Penelitiaan dilaksanakan pada Juni sampai Agutus 2011 di rumah kaca UPT Balai Benih Desa Sipaku, Kecamatan Air Batu, Kabupaten Asahan. Analisa kimia kualitas air irigasi, tanah, dan tanaman eceng gondok, semanggi air serta azolla dilaksanakan di laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan. Metoda penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 2 (dua) faktor dengan 3 (tiga) ulangan. Faktor pertama adalah debit air kolam biofiltrasi (D) yaitu 0.6 l/det/ha (0.3 ml/det/m2) (D1), 1.1 l/det/ha (0.55 ml/det/m2) (D2), 1.6 l/det/ha (0.8 ml/det/m2

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan tanaman air eceng gondok, semanggi air dan azolla memberi pengaruh terhadap penurunan konsentrasi logam berat timbal (Pb) di air dan tanah. Pengunaan tanaman air yang baik untuk menurunkan konsentrasi timbal (Pb) di air irigasi adalah pada tanaman azolla karena pada pengamatan hari ke 5, konsentrasi logam berat timbal (Pb) menunjukkan penurunan 100%. Daya serap tanaman air yang tinggi menyerap logam berat timbal (Pb) adalah pada tanaman azolla yaitu sebesar 96.3%. Debit yang lebih efektif menurunkan logam berat timbal (Pb) adalah pada debit 0.3 ml/det/m

) (D3). Faktor kedua adalah jenis tanaman (T) yaitu tanpa tanaman (kontrol) (T0), tanaman eceng gondok (T1), tanaman semanggi air (T2), dan tanaman azolla (T3).

2

(D1).

(6)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Penurunan Logam Berat Timbal (Pb) Pada Kolam Biofiltrasi Air Irigasi Dengan Menggunakan Tanaman Air (Aquatic

Plant)”.

Selama berlangsungnya kegiatan dan penulisan tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan, bimbingan, arahan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Ibu Ir. T. Sabrina, M.agr.Sc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, saran dan kritik yang bersifat membangun.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Sumono, MS selaku Dosen Pembimbing II, atas segala bantuan, masukan, petunjuk dan pengarahannya dalam menyelesaikan tesis ini. 3. Ayah dan Ibu serta kakak, abang dan adikku, atas segala bantuan moril maupun

materiil, serta do’a dan kasih sayangnya selama ini.

4. Teman-teman seperjuangan AET’09 yang selalu memberi semangat kepada penulis.

5. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesainya tesis penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik atau saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tesis ini. Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi semua pihak yang membutuhkan.

Medan, Januari 2012

(7)

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukurku kepada ALLAH SWT atas semua Rahmat dan KaruniaNYA,

sehingga ku bisa menyelesaikan pendidikan ku tepat pada waktunya dan telah

memberi jalan terbaik untuk hidup ku, semoga kan selalu di jalanMU. Rasulullah

SAW, atas Islam yang telah Beliau bawa untuk seluruh umat manusia di dunia

ini ”Gives me Your Syafa’at In Final Yaumil”.

Karya kecil ini KHUSUS kupersembahkan untuk keluargaku tercinta

Yang selalu memberikan dukungan baik moral maupun materiil, motivasi,

kepercayaan, cinta, kasih sayang dan do’a yang terus mengalir untukku

Ibu (Syamsidar) dan Ayah (Makmur)

Menjadi puteri kalian adalah suatu anugerah bagiku,semoga ku bisa menjadi anak

yang membanggakan kalian

”Robbighfirlie waliwaalidayya warhamhumaa kamaa robbayaanie soghiiro”.

Kakakku (Mursyida dan Indrayati, Ama) dan

adikku (M. Hapisz, A.md)

keponaan kecilku(Nayla Rafa Zahira & Tiara Nurul Dzihni)

Terimakasih atas semua yang telah diberikan.

Sahabat Terbaikku,”Rhyna” yang menyadarkanku bahwa persahabatan adalah

sebuah anugerah yang terindah. Makacih dah mau jd sahabatku sejak dari POLI

doeloe sampe sekarang. I hope our friendship forever, ”keep our friendship”.

Pengalaman mengajari ku arti hidup,

Waktu menjadikan ku lebih menghargai hidup,

(8)

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 05 Nopember 1983 di Bangkinang Provinsi Riau. Penulis merupakan anak keiga dari empat bersaudara dari pasangan Makmur dan Syamsidar. Penulis menempuh pendidikan formal yaitu SD Negeri 005 Bangkinang Kabupaten Kampar dan lulus tahun 1996, kemudian melanjutkan ke SLTP Negeri 2 Bangkinang Kabupaten Kampar dan lulus tahun 1999, dan menyelesaikan pendidikan di SMU Negeri 1 Bangkinang Kabupaten Kampar Jurusan Ilmu Pengetahuan Alam dan lulus pada tahun 2002. Penulis melanjutkan pendidikan D3 di Politeknik Pertanian Universitas Andalas Payakumbuh, Provinsi Sumatera Barat dan lulus pada tahun 2005. Selama menempuh pendidikan di Politeknik Pertanian Universitas Andalas penulis tercatat sebagai pengurus Himpunan Mahasiswa Teknologi Pertanian (HIMATETA) periode 2003 – 2004, dan sebagai Pengurus Dewan Legislatif Mahasiswa (DLM) Politeknik Pertanian Universitas Andalas periode 2004 – 2005.

Pada tahun 2006 penulis melanjutkan pendidikan Strata-1 di Universitas Brawijaya Malang pada Fakultas Teknologi Pertanian Jurusan Teknik Pertanian dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun yang sama penulis mendapat kesempatan mengajar di SMA Negeri 1 Kisaran sekaligus melanjutkan pendidikan Strata-2 di program magister pada program studi Agroekoteknologi di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Pada tanggal Januari 2012, penulis berhasil menyelesaikan pendidikan Strata-2 di Universitas Sumatera Utara Fakultas Pertanian dengan judul tesis “Penurunan Logam Berat Timbal (Pb) Pada Kolam Biofiltrasi Air Irigasi Dengan Menggunakan Tanaman Air (Aquatic Plant)”, di bawah bimbingan Ibu Ir. T. Sabrina, M.agr.Sc, Ph.D dan Bapak Prof.Dr. Ir.Sumonoselaku Dosen Pembimbing II.

(9)

DAFTAR ISI Halaman ABSTRACT ... i ABSTRAK ... ... 69 KATA PENGANTAR ... ... Error! Bookmark not defined. UCAPAN TERIMA KASIH ... iv

RIWAYAT HIDUP ... v DAFTAR ISI ... vi DAFTAR TABEL ... ... viii DAFTAR GAMBAR ... xi DAFTAR LAMPIRAN ... ... xii BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 3 1.3. Tujuan ... 3 1.4. Hipotesis ... 4 1.5. Manfaat ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pencemaran ... 5

(10)

2.2. Air Irigasi ... 6

2.3. Logam Timbal (Pb) ... 7

2.4. Fitoremediasi ... 8

2.4.1. Tanaman Eceng Gondok ... 10

2.4.2. Tanaman Azolla ... 14

2.4.3. Tanaman Semanggi Air ... 15

2.5. Fitoremediasi Lingkungan Yang Tercemar Pb ... 18

2.6. Pengaruh Penggunaan Air Tercemar Untuk Irigasi Pertanian ... 25

2.6.1. Bagi Kesehatan Manusia ... 25

2.6.2. Bagi Tanaman Pertanian ... 26

2.6.3. Bagi Tanah Pertanian ... 27

BAB III. METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian ... 30

3.2. Alat dan Bahan ... 30

3.2.1. Bahan ... 30

3.2.2. Alat ... 30

3.3. Perlakuan Penelitian ... 31

3.4. Pelaksanaan Penelitian ... 33

3.4.1. Perbanyakkan Tanaman Air ... 33

3.4.2. Pengambilan Sampel Air dan Tanah ... 34

3.4.3. Pengamatan ... 37

3.4.4. Analisa Data ... 38

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil ... 40

4.1.1. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Air Irigasi .... 41

4.1.2. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Tanah ... 46

4.1.3. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Dalam Jaringan Tanaman Air ... 51

4.2. Pembahasan ... 56

4.2.1. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Air Irigasi .... 56

4.2.2. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Tanah ... 59 4.2.3. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Tanaman Air 61 4.2.4. Akibat Penggunaan Air Tercemar Untuk Irigasi Pertanian 62

(11)

BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ... 64

5.2. Saran ... 64

DAFTAR PUSTAKA ... 65

(12)

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Pengaruh Tanaman Air dan Debit Air Terhadap Konsentrasi

Logam Berat Timbal (Pb) Di Air Irigasi ... 42

2. Pengaruh Tanaman Air dan Debit Air Terhadap Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Tanah ... 47

3. Pengaruh Tanaman Air dan Debit Air Terhadap Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) Di Dalam Jaringan Tanaman Air ... 52

4. Standar Baku Mutu Kualitas Air Irigasi ... 67

5. Hasil Analisa Konsentrasi Timbal Pb Di Air Irigasi ... 72

6. Hasil Analisa Konsentrasi Timbal Pb Di Tanah ... 74

7. Hasil Analisa Konsentrasi Timbal Pb Di Tanaman Air ... 76

8. Pengukuran Kadar Timbal (Pb) Pada Air Irigasi Hari ke 1 ... 78

9. Tabel Rataan ... 78

10. Tabel Sidik Ragam ... 78

(13)

29. Pengukuran Kadar Timbal (Pb) Pada Tanah Hari ke 1 ... 85

(14)

50. Pengukuran Kadar Timbal (Pb) Pada Tanaman Air Hari ke 1 ... 92

(15)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Tanaman Eceng Gondok (Eichornia crassipes) ... 11

2. Tanaman Azolla (Azollaceae) ... 14

3. Tanaman Semanggi Air (Marsilea crenata) ... 16

4. Proses Fitoremediasi Dalam Memperbaiki Kondisi Air Tanah ... 23

5. Kolam Perbanyakkan Tanaman Air ... 34

6. Lokasi Pengambilan Sampel Air Irigasi dan Tanah Sawah ... 35

7. Tanaman Air Siap Untuk Digunakan ... 36

8. Pengambilan Sampel Air Irigasi ... 37

9. Pengaruh Interaksi Debit Air dan Jenis Tanaman Air Terhadap Konsentrasi Timbal (Pb) Di Air Irigasi Pengamatan Hari 1-7 ... 44

10. Pengaruh Interaksi Debit Air dan Jenis Tanaman Air Terhadap Konsentrasi Timbal (Pb) Di Tanah Pengamatan Hari 1-7 ... 49

11. Pengaruh Interaksi Debit Air dan Jenis Tanaman Air Terhadap Konsentrasi Timbal (Pb) Di Jaringan Tanaman Air Irigasi Pengamatan Hari 1-7 ... 53

12. Kondisi Tanaman Padi Di Desa Suka Makmur ... 63

13. Rangkaian Alat Uji Pendahuluan ... 71

(16)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Baku Mutu Kualitas Air Irigasi

(Peraturan Pemerintah No 82 Tahun 2001) ... 67

2. Perhitungan Besarnya Debit Pada Kolam Biofiltrasi ... 70

3. Foto Uji Pendahuluan dan Penelitian ... 71

4. Hasil Analisa Konsentrasi Timbal Pb Di Air Irigasi ... 72

5. Hasil Analisa Konsentrasi Timbal Pb Di Tanah ... 74

6. Hasil Analisa Konsentrasi Timbal Pb Di Tanaman Air ... 76

7. Hasil Analisis Statistik Pada Air Irigasi ... 78

8. Hasil Analisis Statistik Pada Tanah ... 85