Fitoremediasi Air terkontaminasi Nikel dengan menggunakan tanaman Ki Ambang (Salvinia molesta)

(1)



SIDANG TUGAS AKHIR SB 091358

Fitoremediasi Air terkontaminasi Nikel dengan

menggunakan tanaman Ki Ambang (Salvinia molesta)

TEGUH WIDIARSO

1507 100 001

Dosen Pembimbing :

Aunurohim, S.Si, DEA

(2)



LATAR BELAKANG

Air terkontaminasi Nikel

Mengandung bahan-bahan berbahaya (Logam Ni,NiSO_4, NiCl_2, dll)

(Kartika, 2010).

Logam berat Ni yang berbahaya bagi makhluk hidup

Ditemukan dalam konsentrasi tinggi pada :

- Limbah pelapisan nikel sebesar 63,1 ppm (Palar, 2004)

- Pupuk anorganik dan organik : Pupuk kompos 1,3-2,4 ppm, Pupuk P 7-225 ppm, Pupuk N 227 ppm, Pupuk kandang 1,1- 2,7 ppm (Setyorini, 2003)

- Kadar maksimum Ni untuk limbah industri : KEP/51/MENLH/10/1995 adalah 2 mg/l

- Untuk melindungi kehidupan organisme

akuatik, kadar Ni sebaiknya tidak melebihi 0.025 mg/l (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003).

Pengelolaan Lingkungan Perairan Fitoremediasi

Salvinia molesta

Menurunkan kadar logam berat di perairan yang terkontaminasi nikel

Layak digunakan

Sumber pencemaran : limbah industri pelapisan

nikel (electroplating), industri kertas, industri

pupuk dan industri logam, pupuk pertanian

(Kartika, 2010).

- Air permukaan : air laut, sungai, danau, waduk

- Air tanah : air sumur, mata air

(3)



 Permasalahan pada penelitian ini adalah

bagaimanakah efektivitas fitoremediasi air

terkontaminasi nikel (Ni) oleh tanaman Salvinia

molesta ?

(4)



 Pengukuran efektivitas pada penelitian ini dibatasi

pada pengukuran faktor transfer (FT) Ni pada bagian akar dan non akar (batang dan daun)

tanaman Salvinia molesta yang dipaparkan pada air

terkontaminasi nikel dengan beberapa interval waktu.

(5)



 Tujuan dari penelitian ini adalah :

 Untuk mengetahui besarnya akumulasi Ni pada organ

akar dan non akar (batang dan daun) pada Salvinia

molesta yang dipaparkan pada air terkontaminasi

nikel

 Untuk mengetahui nilai Faktor Transfer (FT) Ni pada

bagian akar dan non akar (batang dan daun) pada

tanaman Salvinia molesta yang dipaparkan pada air

terkontaminasi nikel.

(6)



 Manfaat penelitian ini adalah untuk memberikan

informasi dan solusi ilmiah praktis kepada Pabrik Pelapisan Nikel di Kecamatan Ngunut, Kabupaten Tulungagung untuk pembuatan IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) sederhana dengan teknik fitoremediasi menggunakan tanaman Ki Ambang

(Salvinia molesta)

(7)



 Waktu dan Tempat penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2011 di Desa Sidorejo, Kecamatan Kauman, Kabupaten Tulungagung.

Sampel tanaman Ki Ambang (Salvinia molesta)

diperoleh dari areal persawahan di Desa Sidorejo, Kecamatan Kauman, Kabupaten Tulungagung.

(8)



Alat :

 Bak fitoremediasi (diameter 30 cm, tinggi 16 cm) sebanyak 6 buah

 _{Bak Aklimatisasi (diameter 50 cm, tinggi 21 cm) sebanyak 1}

buah

 GPS (Global Positioning System)

 AAS (Atomic Absorbtion Spectrofotometer)

 Timbangan elektronik Bahan-bahan :

 _{Fitoremediator Ki Ambang (}_{Salvinia molesta}₎  Nickel Klorida (NiCl₂.6H₂O)

 Aquades

(9)



SKEMA KERJA

Pengambilan sampel Aklimatisasi Salvinia molesta Pemilihan Salvinia molesta dan Pembuatan air terkontaminasi nikel Perlakuan fitoremediasi Pengukuran Ni dalam air

dan tumbuhan setelah proses fitoremediasi

(10)



 Pengambilan Sampel

 Sampel tanaman Salvinia molesta diperoleh dari areal

persawahan di Desa Sidorejo, Kecamatan Kauman,

Kabupaten Tulungagung dengan lokasi pengambilan 8 0_02’

35,15” S dan 112 0_52’ _{44,13” E.}

CARA KERJA

(11)



 - diaklimatisasi di bak aklimatisasi selama 5 hari dengan aquades sebelum digunakan dalam penelitian

(Abida, 2010).

AKLIMATISASI

Salvinia molesta

Sampel Salvinia molesta

(12)



- dipilih yang memiliki ukuran relatif sama yaitu dengan panjang daun 1-2 cm dan panjang akar 3-6 cm

- sebanyak 15 tanaman Savinia molesta yang telah diaklimatisasi dimasukkan ke masing-masing bak fitoremediasi yang berisi air terkontaminasi nikel (Abida, 2010)

Pemilihan Salvinia molesta

Salvinia molesta

(13)



 - dibuat larutan stok dengan konsentrasi 1000 mg/l dengan melarutkan sejumlah NiCl₂.6H₂O ke dalam aquades

 - dibuat larutan NiCl₂.6H₂O dengan konsentrasi berbeda dengan pengenceran larutan stok dengan aquades

 - konsentrasi larutan nikel klorida (air terkontaminasi nikel) yang digunakan adalah 0, 3 dan 6 mg/l

 _{- Volume air terkontaminasi nikel yang digunakan mengacu}

pada penelitian Abida, (2010) yaitu sebanyak 2,5 liter untuk setiap bak fitoremediasi.

 _{- Jumlah ulangan yang dilakukan sebanyak 2 kali.}

Pembuatan Air Terkontaminasi Nikel

Nikel Klorida (NiCl₂.6H₂O)

(14)



 - diambil sebanyak 100 ml dari setiap bak fitoremediator (Panjaitan, 2009)

 _{- diuji kadar Ni pada sampel air dengan AAS (Atomic}

Absorbtion Spectrofotometer) pada hari ke 0, 6 dan 12

 - diukur kadar Ni dalam air sampel setelah proses fitoremediasi

Pengukuran Ni dalam Air Setelah Proses

Fitoremediasi

Sampel Air Terkontaminasi

Nikel

(15)



 - diambil sebanyak 5 gr untuk sampel akar dan 5 gr untuk sampel non akar (batang dan daun) (Panjaitan, 2009).

 _{- diuji kadar Ni pada sampel tanaman dengan AAS}

(Atomic Absorbtion Spectrofotometer) pada hari ke 0, 6 dan 12

 - diukur kadar Ni dalam tanaman setelah proses fitoremediasi

Pengukuran Ni dalam Tanaman Setelah

Proses Fitoremediasi

Sampel tanaman

Salvinia molesta

(16)



 Dalam penelitian ini digunakan metode

fitoremediasi statis (air yang di fitoremediasi dalam keadaan diam atau tidak mengalir).

 Perlakuan fitoremediasi selama 12 hari

(17)



 Analisa data yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif

 Pada penelitian ini akan dihitung nilai faktor transfer Ni dari air ke dalam tanaman dengan rumus :

 _{Nilai faktor transfer ini dihitung untuk mengetahui besarnya}

akumulasi Ni dalam Salvinia molesta (Tjahaja, 2006)

ANALISA DATA

Nilai Faktor Transfer (l/kg) = Konsentrasi Ni dalam tanaman (mg/kg)

(18)



TABEL PENGAMATAN

t (hari) n a (mg/l) b (mg/kg) {b‐b(0)} (mg/kg) FT (l/kg) 0 1 2 6 1 2 12 1 2 Keterangan :

t : Waktu pemaparan (hari)

a : Konsentrasi Ni dalam media air terkontaminasi nikel (mg/l)

b : Konsentrasi Ni dalam tanaman (akar dan non akar) (mg/kg)

{b-b(0)} : Konsentrasi Ni dalam tanaman (akar dan non akar) dikurangi konsentrasi Ni dalam tanaman awal (akar dan non akar) atau 0 hari (mg/kg)

(19)



4.1 Penurunan konsentrasi Ni pada air terkontaminasi Nikel setelah fitoremediasi

Tabel dan gambar 4.1 Penurunan konsentrasi Ni pada air terkontaminasi Nikel selama rentang waktu pemaparan

HASIL DAN PEMBAHASAN

t a (mg/l) (hari) n Kontrol 3 mg/l 6 mg/l 0 1 0,112 3,02 5,88 2 0,111 3,01 5,92 6 1 0,11 2,05 4,18 2 0,106 2,34 4,26 12 1 0,105 0,46 2,4 2 0,104 1,02 2,31

(20)



4.2 Akumulasi Ni dalam akar dan non akar (batang dan daun) Salvinia molesta

Tabel dan grafik 4.2 Akumulasi Ni pada Salvinia molesta pada beberapa rentang

waktu pemaparan

HASIL DAN PEMBAHASAN

t b (mg/kg) (hari) n Kontrol 3 mg/l 6 mg/l 0 1 0,06 0,32 0,28 2 0,05 0,29 0,23 6 1 0,07 1,88 3,42 2 0,12 2,06 3,8 12 1 0,08 3,26 9,34 2 0,1 3,46 9,45

(21)



 Akumulasi Ni pada Salvinia molesta meningkat seiring

dengan bertambahnya lama waktu pemaparan.

 Hal ini sesuai dengan penelitian dari Shutes (1993) bahwa

jangka waktu yang lama dapat meningkatkan kandungan Ni dalam tanaman yang sedang tumbuh.

 Berdasarkan hasil akumulasi Ni dalam tanaman maka

Salvinia molesta bukan merupakan hiperakumulator untuk

Ni.

 Menurut Baker dan Brooks (1984) tumbuhan disebut

hiperakumulator jika tanaman tersebut mampu mengakumulasi Ni sebesar 1000 mg/g.

(22)



4.3 Perbandingan konsentrasi Ni pada akar dan non akar (batang dan daun) Salvinia molesta

Tabel 4.3 Akumulasi Ni pada akar dan non akar (batang dan daun)

Salvinia molesta pada beberapa rentang waktu pemaparan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Konsentrasi Ni (mg/kg) Waktu Akar Non Akar

(hari) N Kontrol 3 mg/l 6 mg/l Kontrol 3 mg/l 6 mg/l

0 1 0,03 0,16 0,15 0,03 0,16 0,13 2 0,04 0,13 0,11 0,01 0,14 0,12 6 1 0,02 1,32 2,51 0,05 0,56 0,91 2 0,04 1,44 2,75 0,08 0,62 1,05 12 1 0,06 2,21 5,12 0,02 1,05 4,22 2 0,04 2,34 5,14 0,06 1,12 4,31

(23)



HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 4.3. Grafik Akumulasi Ni pada organ akar Salvinia molesta

(24)



 Akumulasi Ni pada Salvinia molesta lebih banyak terdapat dalam akar dibandingkan pada organ non akar (batang dan daun).

 _{Hal ini disebabkan disebabkan :}

 - Ni lebih banyak terakumulasi dalam organ akar dan

kurang dari 30 % yang ditranslokasi menuju batang dan daun (Cho et al, 1999). Hal ini karena kemampuan Salvinia molesta untuk mentranslokasikan logam ke organ non akar rendah.

- Pada akar tidak hanya terjadi proses absorbsi (penyerapan) logam Ni, tetapi juga terjadi proses adsorpsi (penjerapan) logam di permukaan akar. Hal ini juga menjadi penyebab konsentrasi Ni lebih tinggi di organ akar daripada di organ non akar.

(25)



4.4 Faktor Transfer Ni pada Salvinia molesta

Tabel 4.4 Faktor Transfer (FT) Ni pada Salvinia molesta pada kontrol untuk

beberapa waktu pemaparan

Tabel 4.5 Faktor transfer (FT) Ni pada Salvinia molesta pada konsentrasi larutan

NiCl₂ 3 mg/l untuk beberapa waktu pemaparan

HASIL DAN PEMBAHASAN

t (hari) n a (mg/l) b (mg/kg) {b‐b(0)} (mg/kg) FT (l/kg) 1 0,112 0,06 0 0 0 2 0,111 0,05 0 0 6 1 0,11 0,07 0,01 0,09 2 0,106 0,12 0,07 0,66 12 1 0,105 0,08 0,02 0,19 2 0,104 0,1 0,05 0,48 t (hari) N a (mg/l) b (mg/kg) {b‐b(0)} (mg/kg) FT (l/kg) 1 3,02 0,32 0 0 0 2 3,01 0,29 0 0 6 1 2,05 1,88 1,56 0,76 2 2,34 2,06 1,77 0,756 12 1 0,46 3,26 2,94 6,39 2 1,02 3,46 3,17 3,1

(26)



Tabel 4.6 Faktor transfer (FT) Ni pada Salvinia molesta pada konsentrasi

larutanNiCl₂ 6 mg/l untuk beberapa waktu pemaparan

HASIL DAN PEMBAHASAN

t (hari) n a (mg/l) b (mg/kg) {b‐b(0)} (mg/kg) FT (l/kg) 1 5,88 0,28 0 0 0 2 5,92 0,23 0 0 6 1 4,18 3,42 3,14 0,75 2 4,26 3,8 3,57 0,84 12 1 2,4 9,34 9,06 3,78 2 2,31 9,45 9,22 3,99

(27)



Gambar 4.5 Faktor Transfer Ni pada Salvinia molesta untuk

beberapa waktu pemaparan

(28)



 Menurut Baker (1981), nilai faktor transfer yang lebih dari 1

dapat dikategorikan sebagai spesies tanaman metal accumulator, sedangkan nilai faktor transfer kurang dari 1 dikategorikan sebagai spesies tanaman metal excluder.

 Dengan nilai Faktor Transfer > 1, maka Salvinia molesta dapat dikategorikan sebagai metal accumulator species

 Nilai faktor transfer yang lebih dari 1 menunjukkan bahwa

tanaman tersebut dapat dikatakan efisien dalam mentransport logam dari akar ke daun dan mengakumulasi logam tersebut di dalam vakuola sel daun (Cho et al, 1999).

(29)



4.5 Hasil pengamatan morfologi tanaman Salvinia molesta setelah fitoremediasi

Gambar 4.6. Perubahan warna daun Salvinia molesta selama proses fitoremediasi mulai hari ke-0 sampai hari ke-12

HASIL DAN PEMBAHASAN

0 hari

6 hari

(30)



 Mengacu pada penelitian Greger and Lindberg (1987),

gejala yang nampak dari adanya fitotoksisitas logam Ni dalam penelitian ini adalah adanya gejala

- klorosis

- nekrosis

 Klorosis degenerasi klorofil (tidak terbentuk/kurang berkembangnya klorofil) sehingga daun menjadi kuning atau terjadi mosaik dengan warna campuran hijau, kuning dan hitam (Darmono, 1995).

 Nekrosis kematian sel atau jaringan pada organ hidup

sehingga timbul bercak dan warna kecoklatan pada tepi dan ujung daun (Darmono, 1995)

(31)



Mekanisme Fitoremediasi pada Salvinia molesta

 Mekanisme fitoremediasi yang mungkin terjadi pada Salvinia molesta berdasarkan data yang didapatkan

- Fitoekstraksi - Rhizofiltrasi

 Fitoekstraksi adalah proses absorbsi (penyerapan) kontaminan berupa logam berat oleh akar dan diikuti dengan translokasi melalui xilem dan diakumulasi di vakuola sel batang dan daun (Choudary, 1998)

 Fitoekstraksi dibuktikan dengan adanya akumulasi logam Ni di akar dan non akar yang terus bertambah mulai hari ke-0 sampai hari ke-12 pemaparan

 _{Secara fisiologis logam Ni dalam konsentrasi tinggi akan}

memicu respon tumbuhan dengan mengekspresikan Fitochelatin yang akan membentuk kompleks dengan ion logam dan mencegah logam bereaksi dengan bahan protoplasma yang peka seperti enzim (Haryanti, 2009).

(32)



 Rhizofiltrasi adalah proses adsorpsi atau pengendapan zat kontaminan oleh akar untuk menempel pada akar (Collin, 1996)

 Rhizofiltrasi dibuktikan dengan lebih tingginya konsentrasi logam Ni di akar dibandingkan pada organ non akar.

 Hal ini menunjukkan bahwa pada akar tidak hanya terjadi proses absorbsi (penyerapan) logam Ni ke dalam sel akar, tetapi juga terjadi proses adsorbsi (penjerapan/penempelan) logam Ni di permukaan akar.

 _{Menurut Tan (1991), adsorpsi di permukaan akar dapat terjadi}

karena 2 hal :

- Pembentukan senyawa komplek antara ion logam dengan gugus fungsional pada dinding sel akar

- Pertukaran ion ion pada permukaan akar (adsorben) akan dipertukarkan dengan ion logam

 Dengan adanya adsorpsi dan absorpsi logam Ni di akar tanaman

Salvinia molesta, maka konsentrasi Ni di organ akar akan lebih besar daripada di organ non akar.

(33)



 Kesimpulan dari penelitian ini adalah akumulasi

nikel oleh Salvinia molesta pada organ akar lebih tinggi

dibandingkan organ non akar (batang dan daun). Nilai Faktor Transfer (FT) tertinggi pada Salvinia molesta adalah pada waktu pemaparan 12 hari pada konsentrasi larutan

NiCl₂ 3 mg/l yaitu sebesar 4,75 l/kg (1>FT>20) yang

berarti tergolong metal accumulator species, tetapi bukan

hyperaccumulator species. Nilai Faktor Transfer Salvinia

molesta lebih kecil jika dibandingkan spesies tanaman air

lain, sehingga Salvinia molesta kurang efektif untuk

fitoremediasi air terkontaminasi nikel.

(34)