PENGUJIAN TOKSISITAS LIMA MACAM LIMBAH TERHADAP PERKECAMBAHAN BIJI KACANG HIJAU
Nisrina Ummu Sofiah
Laboratorium Ekologi dan Konservasi, Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta 55821, Indonesia
(Dikumpulkan pada 10 April 2016)
INTISARI
Perkecambahan merupakan tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji. Perkecambahan dapat didefinisikan sebagai munculnya embrio dari biji dan merupakan tahap awal proses anabolik dan katabolik. Toksisitas diartikan sebagai kemampuan racun (molekul) untuk menimbulkan kerusakan apabila masuk ke dalam tubuh dan lokasi organ yang rentan terhadapnya. Pada uji toksisitas dilakukan dengan cara dua cara yaitu uji pendahuluan dan uji sebenarnya. IC50 adalah konsentrasi inhibitor yang mampu menurunkan aktivitas biotransformasi satu substrat sebesar 50% Nilai IC50 pada uji pendahuluan digunakan untuk menetukan konsentrasi pada uji sebenarnya. Limbah yang digunakan adalah limbah laundry, limbah rumah tangga, limbah bengkel, limbah batik, dan limbah laboratorium ekologi. Nilai IC50 terendah pada limbah bengkel yakni 2,72 ppm Limbah yang memiliki toksisitas paling tinggi adalah limbah bengkel.
Kata Kunci : Perkecambahan Biji, Toksisitas, IC50
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan tidak berfungsi sesuai dengan peruntukannya (Siahaan, 2004). Pencemaran dapat disebabkan oleh aktivitas alam maupun aktivitas manusia seperti kegiatan industri, konstruksi, transportasi dan sebagainya. Meskipun kegiatan tersebut dilakukan untuk mengembangkan kesejahteraan manusia tetapi pelepasan bahan ke lingkungan membuat hidup tidak nyaman (Khopkar, 2004).
Sesuai dengan pengertian dalam Pasal 1 UUPLH 1997, maka unsur-unsur atau syarat mutlak untuk disebut suatu lingkungan telah tercemar haruslah memenuhi unsur-unsur sebagai berikut :
1. Masuknya atau dimasukkannya komponen-komponen (makhluk hidup, zat, energi, dan lain-lain);
2. Ke dalam lingkungan atau ekosistem lingkungan; 3. Kegiatan manusia;
4. Timbul perubahan, atau menurunkan mutu yang lebih rendah hingga ke tingkat tertentu;
5. Fungsi lingkungan menjadi berkurang atau tidak dapat berfungsi; 6. Menurut peruntukannya.
Aksi yang menimbulkan keadaan sebagai pencemaran lingkungan haruslah memenuhi kriteria unsur tersebut, apabila salah satu dari unsur-unsur dimaksud tidak terpenuhi maka tidaklah dikategorikan sebagai pencemaran lingkungan (Siahaan, 2004).
IC50 adalah konsentrasi inhibitor yang mampu menurunkan aktivitas biotransformasi satu substrat sebesar 50%. Parameter ini jelas memiliki unit konsentrasi (µM) dan berhubungan dengan Ki (Hacker et al., 2009). Interpretasi nilai IC50 ini menggambarkan bahwa kemampuan konsentrasi limbah dalam menghambat perkecambahan biji kacang hijau. Semakin kecil nilai IC50 maka semakin besar efektivitas penghambatan limbah terhadap perkecambahan biji kacang hijau (Rinidar dkk, 2013).
berbeda terhadap perkecambahan biji kacang hijau dan salah satu dari lima limbah tersebut memiliki toksisitas paling tinggi. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui tingkat toksisitas masing-masing limbah terhadap perkecambahan biji kacang hijau, dan mengetahui jenis limbah yang memiliki tingkat toksisitas paling tinggi. Biji kacang hijau tidak berkecambah baik ketika disiram limbah. Limbah bengkel memiliki tingkat toksisitas paling tinggi dibanding limbah yang lain.
METODE PENELITIAN
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Senin tanggal 29 Februari dan 7 Maret 2016 pukul 13.00 WIB sampai pukul 15.00 WIB di Laboratorium Ekologi dan Konservasi Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada.
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain petridish sebagai tempat pekecambahan biji, erlenmeyer untuk tempat limbah yang telah diencerkan, gelas beker sebagai tempat aquades, pipet ukur dan pipet pump untuk mengambil limbah, tabel tabulasi data, sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah biji kacang hijau, limbah laundry, limbah rumah tangga, limbah bengkel, limbah batik, limbah laboratorium ekologi masing-masing 600 ml, aquades, tissue sebagai alas untuk meletakkan biji kacang hijau.
pendahuluan dijadikan patokan dalam uji sebenarnya dalam menentukan range (dengan deret aritmatika) konsentrasi yang akan digunakan. Semua alat dipersiapkan. Pemilihan biji kacang hijau uji sebenarnya sama seperti pemilihan biji uji pendahuluan. Disiapkan petridish kemudian masing-masing diberi tissue dan biji diletakkan diatasnya. Masing-masing limbah diencerkan dengan konsentrasi sesuai range yang telah didapat, misalnya 2% (2 ml limbah ditambah 98 ml aquades), 4% (4 ml limbah ditambah 96 ml aquades), 6% (6 ml limbah ditambah 94 ml aquades), 8% (8 ml limbah ditambah 92 ml aquades). Selanjutnya limbah dituangkan ke dalam petridish sampai mengenai setengah biji. Perlakuan ditambah dengan kontrol dan setiap perlakuan diberi 2 kali ulangan. Setelah itu diamati selama 4 hari, jika tissue mulai mengering maka ditambah aquades secukupnya lalu dicatat berapa banyak biji yang berkecambah kemudian dicari nilai % inhibisi dan dibuat histogram untuk pembahasan lebih lanjut.
ANALISIS DATA Perhitungan % inhibisi :
HASIL
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut :
(a) (b)
(c)
(d)
Gambar 1. Pertumbuhan biji kacang hijau uji pendahuluan pada (a) limbah laundry; (b) limbah rumah tangga; (c) limbah bengkel; (d) limbah batik (29
(e)
lanjutan Gambar 1. Pertumbuhan biji kacang hijau uji pendahuluan pada (e) limbah laboratorium ekologi (29 Februari 2016).
Berdasarkan Gambar 1, pertumbuhan biji kacang hijau pada uji pendahuluan yang memiliki toksisikan tertinggi adalah pada limbah batik dan limbah laboratorium ekologi dengan konsentrasi 10%.
(a)
(b)
Gambar 2. Persen (%) inhibisi uji pendahuluan perkecambahan biji kacang hijau pada (a) limbah laundry; (b) limbah rumah tangga (29 Februari 2016).
0
% Inhibisi Limbah Rumah Tangga
(c)
(d)
(e)
lanjutan Gambar 2. Persen (%) inhibisi uji pendahuluan perkecambahan biji kacang hijau pada (c) limbah bengkel; (d) limbah batik; (e) limbah laboratorium ekologi (29 Februari 2016).
Berdasarkan Gambar 2, % inhibisi uji pendahuluan perkecambahan biji kacang hijau tertinggi pada limbah batik dan limbah laboratorium ekologi pada konsentrasi 100% dengan persen inhibisi 100%.
0
% Inhibisi Limbah Lab Ekologi
(a) (b)
Pertumbuhan Biji Limbah Rumah Tangga
(e)
lanjutan Gambar 3. Pertumbuhan biji kacang hijau uji sebenarnya pada (e) limbah laboratorium ekologi (7 Maret 2016).
Berdasarkan Gambar 3, pertumbuhan biji kacang hijau uji sebenarnya yang memiliki toksisikan tertinggi adalah pada limbah batik dengan konsentrasi 5%.
(a)
(b)
Gambar 4. Persen (%) inhibisi uji sebenarnya perkecambahan biji kacang hijau pada (a) limbah laundry; (b) limbah rumah tangga (7 Maret 2016).
0
Pertumbuhan Biji Limbah Lab Ekologi
KONTROL
% Inhibisi Limbah Rumah Tangga
(c) (d)
(e)
lanjutan Gambar 4. Persen (%) inhibisi uji sebenarnya perkecambahan biji kacang hijau pada (c) limbah bengkel; (d) limbah batik; (e) limbah laboratorium ekologi (7 Maret 2016).
Berdasarkan Gambar 4, % inhibisi uji pendahuluan perkecambahan biji kacang hijau tertinggi pada limbah batik pada konsentrasi 5% dengan persen inhibisi 40%.
PEMBAHASAN
Pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan tidak berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Uji toksisitas merupakan 0
% Inhibisi Limbah Lab Ekologi
uji hayati yang berguna untuk menentukan tingkat toksisitas dari suatu zat atau bahan pencemar dan digunakan juga untuk pemantauan rutin suatu limbah.
Praktikum acara 1 ini secara umum bertujuan untuk mengetahui toksisitas bahan atau limbah kimia dan campuran yang berdampak pada lingkungan. Uji ini menggunakan benih tanaman terestial untuk mengembangkan data phytotoxity bahan kima tes. Pada praktikum ini digunakan biji kacang hijau. Biji kacang hijau bentuknya kecil sehingga tidak memerlukan tempat lapang ketika disemai, selain itu biji kacang hijau juga mudah didapat dan harga terjangkau. Sebelum disemai, biji-biji kacang hijau direndam air terlebih dahulu. Fungsi perendaman adalah untuk memilah biji yang berkualitas baik yakni ditandai dengan biji yang tenggelam. Biji kemudian diletakkan dalam petridish yang telah diberi tissue yang berfungsi sebagai medium tumbuh kemudian limbah dituangkan dalam petridish sampai menenggelamkan setengah biji lalu diamati selama 4 hari banyaknya biji yang berkecambah. Uji pertama kali dengan uji pendahuluan dan dilanjutkan dengan uji sebenarnya.
Uji pendahuluan digunakan untuk mencari range konsentrasi pada uji sebenarnya. Perlakuan uji pendahuluan yang digunakan adalah kontrol, konsentrasi 1%, 10%, dan 100%. Setelah pengamatan selama 4 hari, data yang didapat kemudian di analisis menggunakan rumus yang tertera dalam analisis data. Nilai x yang didapat menyatakan nilai IC50. IC50 adalah konsentrasi inhibitor yang mampu menurunkan aktivitas biotransformasi satu substrat sebesar 50%. Parameter ini jelas memiliki unit konsentrasi (µM) dan berhubungan dengan K1. Interpretasi nilai IC50 ini menggambarkan bahwa kemampuan konsentrasi limbah dalam menghambat perkecambahan biji kacang hijau. Semakin kecil nilai IC50 maka semakin besar efektivitas penghambatan limbah terhadap perkecambahan biji kacang hijau (Hacker
et al., 2009; Rinidar dkk, 2013). Nilai IC50 limbah laundry adalah 30 ppm, limbah rumah tangga 8,07 ppm, limbah bengkel 2,72 ppm, limbah batik 3,30 ppm, dan limbah laboratorium ekologi 2,76 ppm. Jika dilihat dari nilai IC50 masing-masing limbah maka dapat diasumsikan bahwa limbah bengkel dan limbah laboratorium ekologi mempunyai kemampuan efektivitas penghambat paling tinggi dibanding limbah yang lain.
tersebut digunakan sebagai range konsentrasi perlakuan pada uji sebenarnya berdasarkan angka deret aritmatika. Mekanisme uji sebenarnya seperti uji pendahuluan. Setelah pengamatan selama 4 hari, data yang telah didapat digunakan untuk mencari nilai EC50. EC50 adalah konsentrasi limbah yang menghasilkan 50% efek penghambatan maksimal. Nilai EC50 limbah laundry adalah 44 ppm, limbah rumah tangga 0 ppm, limbah bengkel 6,8 ppm, limbah batik 33,6 ppm, dan limbah laboratorium ekologi 19,8 ppm. Jika dilihat dari nilai EC50 masing-masing limbah maka dapat diasumsikan bahwa tidak ada limbah yang menghasilkan efek penghambatan maksimal 50%.
Berdasarkan Gambar 1, pertumbuhan biji kacang hijau uji pendahuluan pada limbah laundry dan limbah rumah tangga sangat signifikan karena dalam konsentrasi limbah 100% biji masih dapat berkecambah dengan baik sampai hari ke-4. Perkecambahan biji kacang hijau pada limbah batik malah sangat baik pada konsentrasi limbah 10% daripada kontrol dan tidak ada biji yang berkecambah pada konsentrasi limbah 100% sampai hari ke-4. Pada limbah bengkel dan limbah laboratorium ekologi, tidak ada biji yang berkecambah pada konsentrasi limbah 100%. Biji berkecambah baik pada kontrol dan konsentrasi limbah 1%, sedangkan pada konsentrasi 10% sampai hari ke-4 hanya setengahnya saja yang berkecambah.
Berdasarkan Gambar 2, persen (%) inhibisi yang mencapai nilai 100% adalah limbah laboratorium ekologi dan limbah batik pada konsentrasi limbah 100% yang berarti tidak ada biji yang berkecambah dalam konsentrasi tersebut. Pada limbah bengkel konsentrasi limbah 10%, persen (%) inhibisi mencapai nilai 55%. Pada limbah laundry, persen (%) inhibisi limbah konsentrasi 1%, 10%, dan 100% adalah 10%, sedangkan pada limbah rumah tangga konsentrasi limbah 10% dan 100%, persen (%) inhibisinya di nilai 20%.
limbah laboratorium ekologi jumlah biji yang berkecambah pada konsentrasi 3%, 5%, dan 7% mencapai angka 9 sampai hari ke-4.
Pada Gambar 4, persen (%) inhibisi uji sebenarnya perlakuan kontrol, 1%, dan 5% pada limbah laundry nilainya adalah 5% dan perlakuan 3%, 7% persen (%) inhibisinya 0%. Pada limbah rumah tangga perlakuan 4% nilai persen (%) inhibisinya 10% dan perlakuan lain 0%. Pada limbah bengkel persen (%) inhibisi tertinggi pada perlakuan 5% yaitu pada nilai 40% dan terendah pada perlakuan kontrol dan 1% yakni 10%. Pada limbah batik persen (%) inhibisi tertinggi pada perlakuan 3% yaitu pada nilai 10% dan terendah pada perlakuan kontrol dan 1% yakni 0%. Pada limbah laboratorium ekologi persen (%) inhibisi tertinggi pada perlakuan 3% yaitu pada nilai 20% dan terendah pada perlakuan kontrol dan 1% yakni 0%.
Inhibisi merupakan banyaknya konsentrasi limbah yang mampu menghambat pertumbuhan biji. Berdasarkan Gambar 2, limbah bengkel pada konsentrasi 10% nilai inhibisinya 55%, sedangkan limbah batik dan limbah laboratorium ekologi pada konsentrasi 100% nilai inhibisinya 100%. Dilihat dari hasil tersebut dapat diasumsikan bahwa limbah bengkel memiliki tingkat toksisitas paling tinggi karena pada konsentrasi 10% dapat menghambat pertumbuhan sebesar 55%. Berdasarkan Gambar 4, nilai inhibisi kurang dari 50% untuk semua jenis limbah dan menjadi media tumbuh yang baik bagi kacang hijau. Pada uji sebenarnya konsentrasi limbah lebih rendah sehingga efek yang ditimbulkan juga kurang.
Toksisitas diartikan sebagai kemampuan racun (molekul) untuk menimbulkan kerusakan apabila masuk ke dalam tubuh dan lokasi organ yang rentan terhadapnya. Toksisitas dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain komposisi dan jenis toksikan, konsentrasi toksikan, durasi dan frekuensi pemaparan, sifat lingkungan, dan spesies biota penerima (Husni & Esmiralda, 2010). Toksikan merupakan zat yang dapat efek negatif bagi semua atau sebagian tingkat organisasi biologis dalam bentuk merusak struktur maupun fungsi biologis. Efek tersebut dapat berupa perubahan bentuk struktur maupun fungsional, baik secara akut maupun kronis/sub kronis. Efek ini dapat bersifat reversible sehingga dapat pulih kembali dan dapat pula bersifat irreversible yang tidak mungkin untuk pulih kembali (Husni & Esmiralda, 2010).
mengandung sembilan zat aditif bahan kimia, salah satunya detergen. Detergen dalam konsentrasi tertentu dapat menurunkan pH dalam air, selain detergen masih ada delapan bahan kimia yang lain yang pastinya lebih toksik lagi karena oli digunakan untuk pelumas logam yang butuh perawatan ekstra.
Limbah atau toksikan di alam ada yang bersifat tunggal dan campuran. Keberadaannya di lingkungan akan berinteraksi dengan komponen atau faktor lain. Tingkat toksisitas dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut :
1. Berkaitan dengan toksikan itu sendiri. Toksisitas toksikan dapat dipengaruhi oleh komposisi toksikan. Ada kemungkinan komponen toksikan mempunyai perbedaan toksisitas. Faktor lain adalah sifat-sifat fisik kimia toksikan;
2. Berkaitan dengan pemaparan toksikan. Toksikan akan menghasilkan efek negatif jika kontak dan bereaksi dengan target biota pada konsentrasi tertentu dan waktu tertentu (Husni & Esmiralda, 2010).
SIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa tingkat toksisitas kelima limbah berbeda yang dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti komposisi dan jenis toksikan, konsentrasi toksikan, durasi dan frekuensi pemaparan, sifat lingkungan, dan spesies biota penerima. Limbah yang memiliki tingkat toksisitas paling tinggi adalah limbah bengkel.
DAFTAR PUSTAKA
Desai B. B. 2004. Seeds Handbook: Biology, Production, Processing, and Storage.
2nd Edition. Marcel Dekker, Inc. New York, p. 51.
Hacker, M., K. Bachmann, & W. Messer. 2009. Pharmacology: Principles and Practice. Elsevier, Inc. Philadelphia, p. 308.
Husni, H. & M. T. Esmiralda. 2010. Uji Toksisitas Akut Limbah Cair Industri Tahu
terhadap Ikan Mas (Cyprinus carpio Lin). Jurusan Teknik Lingkungan
Universitas Andalas. Padang, hal 5-6.
Khopkar, S. M. 2004. Environmental Pollution Monitoring and Control. New Age International (P) Limited, Publishers. New Delhi, p. 4.
Siahaan, N. H. T. 2004. Hukum Lingkungan dan Ekologi Pembangunan. Edisi Kedua. Penerbit Erlangga. Jakarta, hal 285-286.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Raw data uji pendahuluan limbah laundry hari ke-1 sampai hari ke-4
Lampiran 3. Raw data uji pendahuluan limbah bengkel hari ke-1 sampai hari ke-4
Lampiran 5. Raw data uji pendahuluan limbah laboratorium ekologi hari ke-1 sampai hari ke-4
Lampiran 7. Raw data uji sebenarnya limbah laundry hari ke-1 sampai hari ke-4
Lampiran 9. Raw data uji sebenarnya limbah bengkel hari ke-1 sampai hari ke-4
Lampiran 11. Raw data uji sebenarnya limbah laboratorium ekologi hari ke-1 sampai hari ke-4
Lampiran 13. Sitasi (Khopkar, 2004)
Lampiran 14. Sitasi (Hacker et al., 2009)
Lampiran 16. Sitasi (Desai, 2004)
