ANALISIS LOGAM BERAT Pb, Zn, DAN Cr PADA TIGA JENIS TANAMAN PENEDUH PINGGIR JALAN DI KOTA BATAM KEPULAUAN RIAU
NILAWATI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau adalah karya saya dengan arahan dan bimbingan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2011
Nilawati NIM. G451090131
ABSTRACT
NILAWATI. Analysis of Heavy Metals of Pb, Zn, and Cr in Three Types of Roadside Shade Plants in Batam, Riau Islands. Supervised by DONDIN SAJUTHI, and HENDRA ADIJUWANA The analysis of heavy metals Pb, Zn, and Cr in the roadside shade plants, i.e. Pterocarpus indicus Willd, Acacia mangium, and Samanea saman at four observation locations, consisting of the dense industrial area (location 1), dense traffic area (location 2), dense traffic-industry area (location 3), and quiet-traffic industry area (location 4) in Batam, Riau Islands, has been investigated. Heavy metals analysis were determined by Atomic Absorption Spectroscopy and the statistical analysis of data by linear models of Randomized Complete Block Design. The results showed that the lowest concentrations of heavy metals were at location 4 and the highest concentrations at location 3. The highest concentrations of Pb, Zn, and Cr at location 3 were 23,67 ppm, 1313,7 ppm, and 16,21 ppm, respectively. Of the heavy metals studied Zn was found to have the concentrations above the critical limit (>400 ppm). Based on the types of plants, the highest concentrations of Pb were found in acacia leaves, Zn were in samanea roots, and Cr were in pterocarpus leaves. The correlation coefficient between Pb and Cr was significant at the 5% level. Low correlation coefficients between Zn and Pb as well as Zn and Cr indicate different contamination sources.
Keywords : heavy metals, Pterocarpus indicus Willd, Acacia mangium, Samanea saman, Atomic Absorption Spectroscopy, critical limit.
RINGKASAN NILAWATI, Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau. Dibimbing oleh DONDIN SAJUTHI dan HENDRA ADIJUWANA. Batam sebagai salah satu daerah industri yang cukup strategis, membuat keberadaan industri berkembang cukup pesat. Perkembangan industri ini di dominasi oleh industri berat seperti, galangan kapal, fabrikasi, baja, logam dan industri ringan yang meliputi industri perakitan, elektronika, garmen, plastik dan lainnya. Pertumbuhan pembangunan dan perkembangan perindustrian yang begitu pesat serta mobilitas yang tinggi tersebut akan menimbulkan masalah baru yaitu pencemaran. Sumber-sumber yang menyebabkan timbal terdapat dalam udara adalah dari sumber alternatif. Sumber ini yang tergolong besar adalah pembakaran batu bara, asap dari pabrik-pabrik yang mengolah senyawa timbal alkil, timbal oksida, peleburan biji timbal dan transfer bahan bakar kendaraan bermotor, Zn di atmosfir meningkat sesuai dengan meningkatnya kegiatan industri dan konsentrasi tinggi ditemukan di daerah industri. Zn diserap tanaman melalui daun dalam bentuk Zn2+ Bentuk yang paling umum dari Cr adalah kromium (0), kromium (III) dan kromium (VI). Kromium (VI) dan kromium (0) umumnya dihasilkan dari proses industri. Tanaman peneduh jalan merupakan tanaman penghijauan yang ditanam di pinggir jalan. Tanaman ini selain berfungsi sebagai penyerap unsur pencemar secara kimiawi, secara fisik berfungsi sebagai peredam suara baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Tanaman peneduh juga mempunyai banyak fungsi yaitu pada ekologi kesehatan, lingkungan, psikologi, serta fungsi pendidikan dan pengajaran. Tanaman angsana (Pterocarpus indicus Willd), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman) merupakan jenis tanaman yang banyak digunakan di Kota Batam sebagai peneduh jalan. Jenis tanaman ini memiliki akar yang dapat bertahan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh getaran kendaraan, mudah tumbuh di daerah panas, dan tahan terhadap angin. Tanaman peneduh jalan ini dapat menyerap unsur kimia pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor dan industri. Tiga jenis tanaman ini merupakan tanaman pohon dengan ukuran pohon yang tinggi, tajuknya berbentuk bulat, tetapi memiliki morfologi daun yang berbeda, angsana dan akasia permukaan daunnya licin sedangkan trembesi permukaan daunnya agak kasar tanaman ini mampu menyerap logam berat melalui daun, kulit pohon, cabang, ranting dan akarnya. Sampel yang digunakan adalah daun, kulit batang, dan kulit akar tanaman angsana (Pterocarpus indicus), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman) pada empat lokasi yang berbeda yaitu, Lokasi 1 padat industri, lokasi 2 padat lalulintas, lokasi 3 padat industri-lalulintas, dan lokasi 4 sepi industrilalulintas. Analisis sampel menggunakan alat Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dengan panjang gelombang untuk logam Pb, Zn, dan Cr berturut- turut 217, 213 dan 357,9 nm. Analisis statistik menggunakan model Linier Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAK). Hasil analisis Pb, Zn, dan Cr larutan sampel
menggunakan SSA. Rerata kadar terendah terdapat pada lokasi 4 dan rerata kadar tertinggi terdapat pada lokasi 3. Pada lokasi 1 rerata kadar Pb dan Cr tertinggi terdapat pada daun, Zn tertinggi terdapat pada kulit akar. Kadar Pb dan Cr masih dalam ambang batas kritis yang telah ditentukan yaitu masih kurang dari 50 ppm untuk Pb dan 30 ppm untuk Cr. Pada kulit akar akasia kadar Zn hampir mencapai tiga kali lipat jika dibandingkan dengan dari kulit akar angsana dalam menyerap Zn. Kadar Zn pada daun trembesi dua kali lebih besar dari daun akasia dan tujuh kali lebih besar dari daun angsana, sedangkan pada kulit batang trembesi 20 kali lebih besar dari akasia dan lima kali lebih besar dari angsana. Kadar Zn pada daun dan kulit akar pada tanaman akasia dan trembesi yang telah mencapai lebih dari 400 ppm hal ini menunjukkan bahwa kadar logam ini telah melewati batas kritis logam berat pada tanaman. Pada lokasi 2 kadar Pb yang tinggi pada daun akasia yaitu sebesar 19,05 ppm, kemampuan dari daun akasia menyerap Pb hampir mencapai sembilan kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun trembesi dan tiga kali lebih besar dari daun angsana. Pada lokasi 3 kadar daun akasia menyerap Pb lebih banyak yaitu hampir dua kali lebih besar jika dibanding dengan daun angsana dan tujuh kali lebih besar dari daun trembesi sedangkan daun angsana menyerap Pb empat kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun trembesi. Daun angsana dalam menyerap Zn empat kali lebih besar dari daun akasia. Daun angsana dalam menyerap Zn empat kali lebih besar dari daun akasia, pada kulit akar dan daun angsana sudah melampaui batas kritis. Kadar Cr pada daun tanaman akasia dua kali lebih besar dari daun angsana dan 30 kali lebih besar dari daun trembesi. Kadar Cr pada daun angsana 16 kali lebih besar dari daun trembesi tetapi masih berada di bawah batas kritis yang ditetapkan. Kulit batang angsana 9 sembilan kali lebih besar dari trembesi dalam menyerap Zn pada lokasi 4. Tanaman akasia banyak menyerap Pb sebesar 5,26 ppm, dan trembesi menyerap Zn sebesar 321,3 ppm sedangkan tanaman angsana banyak menyerap Cr sebesar 2,41 ppm. Logam Pb lebih banyak diserap oleh bagian daun tanaman, sedangkan Zn pada bagian kulit akar. Pada uji parsial Pb, Zn, dan Cr terhadap jenis tanaman nilai (p > 0,05) dan terhadap lokasi nilai (p < 0,05) berarti lokasi berpengaruh nyata terhadap kadar Pb. Zn, dan Cr. Pada taraf 5% menunjukkan tidak ada korelasi yang signifikan antara ketiga logam berat terhadap jenis tanaman, tetapi memiliki korelasi terhadap lokasi, korelasi antar logam terdapat korelasi positif yang signifikan sebesar 0,746 antara Pb dengan Cr. Koefisien korelasi antara Pb dengan Zn sebesar 0,085, sedangkan antara Zn dengan Cr sebesar 0,147.
Kata Kunci : heavy metals, angsana (Pterocarpus indicus Willd), akasia (Acacia mangium), trembesi (Samanea saman), Spektrofotometri Serapan Atom, batas kritis.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu penulisan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atas seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ANALISIS LOGAM BERAT Pb, Zn, DAN Cr PADA TIGA JENIS TANAMAN PENEDUH PINGGIR JALAN KOTA BATAM KEPULAUAN RIAU
NILAWATI
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Megister Sains pada Program Studi Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi. MS
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Tesis
Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau Nilawati G451090131 Kimia
Nama NIM Program Studi
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof, drh, Dondin Sajuthi, MST, Ph.D Ketua
Ir, Hendra Adijuwana, MST Anggota
Diketahui:
Ketua Program Studi Pascasarjana Kimia
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof.Dr. Purwantiningsih S, M.S NIP : 19631217 198803 2 002
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr 19650814 1990 02 1 001
Tanggal Ujian
Tanggal Lulus
:
25 Juli 2011
:
PRAKATA Puji syukur kehadirat Allah SWT penulis ucapkan karena atas berkat dan rahmatNya sehingga tesis yang berjudul Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr Pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau, selesai dengan baik. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik berkat bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas segala bimbingan dorongan dan arahan selama ini, kepada Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST, Ph.D selaku ketua komisi pembimbing dan Ir. Hendra Adijuwana, MST selaku anggota komisi pembimbing. Prof Dr. Ir Tun Tedja Irawadi, MS sebagai Penguji Luar Komisi pada ujian akhir yang telah memberi masukan dan saran. Kementerian Agama Republik Indonesia yang telah membiayai pendidikan ini. Seluruh staf dosen pascasarjana Kimia Institut Pertanian Bogor, atas ilmu yang diberikan kepada penulis selama perkuliahan maupun dalam penyusunan tesis ini. Penanggung jawab Laborotorium Anorganik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia Institut Pertanian Bogor, yang telah memberikan fasilitas selama penelitian. Dra. Hj. Dahniarti N, M.Si kepala MAN Batam yang telah memberikan dorongan dan dukungan, Dasril, ATD, M.Si Dinas Perhubungan, Irwan Saputra, S.Si Dinas Pertamanan, Tato Wahyu Direktur Pemukiman Lingkungan dan Agribisnis Otorita Batam, Dinas Perindustrian yang telah membantu memberikan data pada penelitian ini. Ayub dan Deni Pengawasan Perawatan Pohon Otorita Batam yang telah membantu kelancaran pada proses pengambilan sampel penelitian. Teman-temanku, Edi, Een, Wani, Atik, Rola, Zalfiati dan Ami yang telah membantu proses mempersiapkan sampel penelitian ini.Teman-teman mahasiswa Pascasarjana Kimia angkatan 2009 Akhirnya penulis mempersembahkan Tesis ini kepada ayahanda Abd. Rachman Noer (alm) dan ibunda tercinta Chadijah serta saudara-saudaraku yang ikut memberikan dorongan hingga tesis ini selesai.
Bogor Agustus 2011 Penulis
Nilawati
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Penawar, Kerinci Jambi pada tanggal 17 Agustus 1972 sebagai anak kelima dari sepuluh bersaudara dari pasangan Bapak Abd. Rachman Noer dan Ibunda Chadijah Tahun 1991 penulis lulus dari SMA Dua Mei Hiang dan Tahun 1997 lulus dari Program Studi Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Jambi. Tahun 2003 diangkat menjadi Pegawai Negeri Sipil bertugas mengajar pada Madrasah Aliyah Negeri Batam sampai sekarang. Pada tahun 2009 melanjutkan pendidikan sebagai mahasiswa Program Studi Kimia, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor atas beasiswa Kementerian Agama Republik Indonesia.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL …………………………………………………….
xiii
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………….........
xv
PENDAHULUAN ……………………………………………………
1
Latar Belakang ................................................................................
1
Perumusan Masalah ........................................................................
4
Batasan Masalah …………………………………………………..
4
Hipotesis ..…………………...........................................................
5
Tujuan ……………….....................................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………
6
Logam Berat ....................................................................................
6
Tanaman Peneduh ...........................................................................
10
Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
13
………………………………….. BAHAN DAN METODE …………………………………………….
15
Waktu dan Tempat ..........................................................................
15
Bahan dan Alat …............................................................................
15
Metode Pengambilan Sampel ……………………………………..
15
Prosedur Kerja …………………………………………………….
17
HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………
20
Keadaan Umum Lokasi Penelitian …………………………………
20
Hasil Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr ………………………...
23
Hasil Analisis Statistik …...……………………………………….
31
SIMPULAN DAN SARAN …………………………………………..
34
Simpulan ……………………………………………………………
34
Saran ……………………………………………………………….
34
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………
35
LAMPIRAN ……………………………………………………..
39
DAFTAR TABEL Halaman 1
Lokasi, jenis industri dan limbah yang mungkin dihasilkan ………..
1
2
Batas kritis logam berat dalam tanah, air, dan tanaman …………….
6
3
Tabulasi data rancangan acak kelompok dari hasil pengacakan ……
18
4
Jumlah kendaraan yang melewati lokasi pengambilan sampel ...…...
21
5
Nama kawasan, jenis, dan jumlah industri pada lokasi pengambilan sampel ………………………………………………..
22
6
Kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan bobot kering (ppm) ...................
24
7
Rerata Pb, Zn, dan Cr (ppm) pada bagian tanaman angsana, akasia dan trembesi..........................................................................................
31
8
Uji Parsial Pb, Zn, dan Cr terhadap tanaman dan lokasi ……………
32
9
Uji Duncan Pb, Zn, dan Cr terhadap lokasi …………………………
33
10
Nilai korelasi Pb, Zn, dan Cr ……………………………………….
33
DAFTAR GAMBAR Halaman
1
Dinamika logam berat di dalam sistem tanah dan tanaman ………...
7
2
Akumulasi partikel Pb pada jaringan daun …………………………
9
3
Tanaman angsana …………………………………………………..
11
4
Tanaman akasia …………………………………………………….
12
5
Tanaman trembesi .............................................................................
13
6
Rangkaian alat kerja SSA .................................................................
14
7
Diagram alir kerja ………………………………………………….
16
8
Peta lokasi pengambilan sampel .......................................................
20
9
Proses dan hasil destruksi ………………………………………….
23
10
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan lokasi ..............................
25
11
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 1 …...
26
12
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 2 ……
27
13
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 3 ……
28
14
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 4 ……
28
15
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan jenis tanaman ..................
29
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1
Foto lokasi pengambilan sampel penelitian ………….………............
41
2
Foto daun tanaman angsana, akasia, dan trembesi .….……………….
41
3
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 1..……………………………………………..
42
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 2 …..…………………………………………
43
Kadar Pb, Zn dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 3 …..…………………………………………
44
Kadar Pb, Zn dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 4 …..…………………………………………………….
45
4
5
6
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Batam sebagai salah satu daerah industri yang cukup strategis, membuat keberadaan industri berkembang cukup pesat. Perkembangan industri ini di dominasi oleh industri berat seperti, galangan kapal, fabrikasi, baja, logam sedangkan industri ringan yang meliputi industri perakitan, elektronika, garmen, plastik dan lainnya. Dilengkapi dengan infrastruktur yang memadai, maka jalur mobilitas menjadi semakin mudah dan cepat. Pertumbuhan pembangunan dan perkembangan perindustrian yang begitu pesat serta
mobilitas yang tinggi
tersebut akan menimbulkan masalah baru yaitu pencemaran. Sumber utama pencemaran lingkungan Kota Batam
berasal dari asap kendaraan bermotor,
lingkungan industri di darat, dan industri di pesisir pantai. Industri galangan kapal yang beroperasi masuk kategori yang banyak menimbulkan pencemaran dan tidak memiliki IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah). Hampir seluruh kawasan perairan Kota Batam terpapar limbah bahan berbahaya beracun (B3), indikasi terlihat pada kadar mercuri yang mencapai 20,7 µg/l, angka ini sudah melampaui ketentuan dari Kementerian Lingkungan Hidup No 51/2004 yaitu sebesar 3 µg/l. Letak kawasan dan jenis industri serta limbah yang mungkin dihasilkan oleh industri tersebut dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Lokasi, jenis industri dan limbah yang mungkin dihasilkan Lokasi Kawasan Batu ampar
Kawasan Batamindo
Kawasan Panbil
Limbah yang Dihasilkan Galangan kapal Pb, Cd, Cr Water and gas, Pb, Zn Elektroplating Cr, Cu, Zn, Ni, Al Komponen, perakitan- Cr, Cd, Hg, Cu, Ni elektronik Baterai Hg, Pb, Cd, Ni, Mn Plastik Pb, Cd, Zn, Ni Produk kesehatan Cr, Cd, Cu Komponen elektronik Pb, Zn, Al Logam Cd, Zn Perakitan Cu Jenis industri
2 Pencemaran yang bersumber dari kendaraan bermotor serta limbah yang dihasilkan industri baik limbah cair maupun limbah udara dapat membahayakan kesehatan manusia. Pusat Pengelolaan Lingkungan Hidup Regional Sumatera, menilai
Kota Batam merupakan salah satu kota dengan tingkat pencemaran
terburuk di sumatera. Bahan pencemar yang dapat membahayakan adalah logam berat. Logam tersebut sangat berbahaya apabila ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam lingkungan, karena logam ini mempunyai sifat yang dapat merusak jaringan tubuh manusia. Logam berat masuk ke dalam tubuh manusia melalui penyerapan pada saluran pencernaan dan pernapasan. Arsen (As), merkuri (Hg), timbal (Pb), dan kadmium (Cd) adalah jenis logam yang termasuk kelompok logam beracun, yang berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup. Beberapa logam lain yang juga cukup berbahaya adalah aluminium (Al), kromium (Cr) dan beberapa jenis jenis logam lain yang termasuk logam esensial, misalnya zink (Zn) dan tembaga (Cu). (Darmono 2004). Pb secara alamiah terdapat dalam jumlah kecil pada batu-batuan, penguapan lava, tanah dan tumbuhan. Sumber-sumber lain yang menyebabkan timbal terdapat dalam udara adalah dari sumber alternatif. Sumber ini yang
tergolong
besar adalah pembakaran batu bara, asap dari pabrik-pabrik yang mengolah senyawa timbal alkil, timbal oksida, peleburan biji timbal dan transfer bahan bakar kendaraan bermotor, karena senyawa timbal alkil yang terdapat dalam bahan bakar tersebut dengan sangat mudah menguap. Partikel logam berat Pb yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor terdapat dalam bentuk PbCl 2 , PbBr 2 , dan sisanya dilepas ke udara (Wardhana 1995). Zn di atmosfir meningkat sesuai dengan meningkatnya kegiatan industri dan konsentrasi tinggi ditemukan di daerah industri. Zn diserap tanaman melalui daun dalam bentuk Zn2+ , dalam tanah alkalis diserap dalam bentuk ZnOH+, dan dalam bentuk kelat misalnya Zn-EDTA. Kadar Zn dalam tanah berkisar 16-300 ppm sedangkan kadar dalam tanaman 20-70 ppm. (Mengel dan Kirby 1987) Kromium adalah unsur kimia yang secara alamiah ditemukan dalam konsentrasi yang rendah di batuan, hewan, tanaman, tanah, debu vulkanik dan juga gas. Kromium terdapat di alam dalam beberapa bentuk senyawa yang
3 berbeda. Bentuk yang paling umum adalah kromium (0), kromium (III) dan kromium (VI). Kromium (VI) dan kromium (0) umumnya dihasilkan dari proses industri. Vegetasi adalah indikator untuk menilai dampak sumber polusi terhadap lingkungan sekitarnya yang berkaitan dengan tingginya akumulasi logam pada tanaman. Salah satu cara pemantauan pencemaran udara adalah dengan menggunakan tumbuhan sebagai bioindikator. Kemampuan masing-masing tumbuhan untuk menyesuaikan diri berbeda-beda sehingga menyebabkan adanya tingkat kepekaan, yaitu sangat peka, peka, dan kurang peka. Tingkat kepekaan tumbuhan ini berhubungan dengan kemampuannya untuk menyerap dan mengakumulasikan logam berat. Daun,
kulit batang, dan kulit akar yang
merupakan organ tumbuhan dapat digunakan sebagai bioindikator terhadap pencemaran (Kord et al 2010). Tanaman peneduh jalan merupakan tanaman penghijauan yang ditanam di pinggir jalan. Tanaman ini selain berfungsi sebagai penyerap unsur pencemar secara kimiawi, secara fisik berfungsi sebagai peredam suara baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Tanaman peneduh juga mempunyai banyak fungsi yaitu pada ekologi kesehatan, lingkungan, psikologi, serta fungsi pendidikan dan pengajaran. Tanaman angsana (Pterocarpus indicus Willd), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman) merupakan jenis tanaman yang banyak digunakan di Kota Batam sebagai peneduh jalan. Jenis tanaman ini memiliki akar yang dapat bertahan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh getaran kendaraan, mudah tumbuh di daerah panas, dan tahan terhadap angin. Menurut (Sulasmini 2003) tanaman peneduh jalan dapat menyerap unsur kimia pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor dan industri. Tiga jenis tanaman ini merupakan tanaman pohon dengan ukuran pohon yang tinggi. Memiliki morfologi daun yang berbeda. Angsana dan akasia permukaan daunnya licin sedangkan trembesi permukaan daunnya agak kasar. Tanaman ini mampu menyerap logam berat melalui daun, kulit pohon, cabang, ranting dan akarnya. Kemampuan tanaman menjerap dan menyerap logam berat berbeda-beda menurut jenis tanamannya. Secara teoritis permukaan daun yang berbulu dan berlekuk mempunyai kemampuan lebih tinggi
4 dibanding daun yang halus dan licin. Semua tanaman memiliki kelebihan dan kekurangan yang saling melengkapi dalam menyerap logam berat. Berdasarkan penelitian (Kord et al 2010) tentang pinus jarum sebagai indikator pencemaran logam berat, menyatakan bahwa konsentrasi logam timbal, tembaga dan nikel yang tinggi terdapat di daerah padat lalulintas sedangkan pada daerah industri kandungan seng dan krom lebih tinggi. Penelitian (Pirzada et al 2009) pada Analisis multivariat dari tanaman sisi jalan (Dalbergia sissoo dan Cannabis sativa) untuk pengawasan polusi timbal, menyatakan bahwa Cannabis sativa dapat digunakan sebagai spesies pilihan yang baik untuk biomonitor Pb. Menurut penelitian (Lubis dan Suseno 2002) menyatakan bahwa kandungan Pb dalam kulit batang, daun dan akar gantung dari tanaman monokotil, dikotil dan merambat bukan berasal dari penyerapan oleh daun maupun akar gantung, namun secara keseluruhan berasal dari penyerapan oleh akar tanaman. Tanaman dikotil (Ficus elliptica) menyerap Pb relatif lebih tinggi dibandingkan oleh tanaman monokotil (Ficus benjamina) maupun oleh tanaman merambat (Ficus spy). Berdasarkan dari latar belakang yang telah dikemukakan di atas, sehingga perlu dilakukan penelitian tentang ” Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau” Perumusan Masalah Tanaman dapat berfungsi sebagai bioindikator untuk menentukan tingkat pencemaran logam berat, dengan demikian tanaman peneduh pinggir jalan merupakan bioindikator yang tepat. Tanaman angsana, akasia, dan trembesi banyak ditanam sebagai tanaman peneduh di sepanjang pinggir jalan Kota Batam baik pada lokasi padat industri, padat lalulintas, dan padat industri-lalulintas. Sehingga perlu dilakukan penelitian tentang kadar timbal (Pb), zink (Zn), dan kromium (Cr) pada daun, kulit batang dan kulit akar tanaman tersebut pada empat lokasi tanaman yang berbeda. Batasan Masalah Penelitian ini dibatasi pada beberapa hal yaitu sampel yang digunakan adalah daun, kulit batang, dan kulit akar tanaman angsana, akasia dan trembesi yang terdapat di jalan Yos Sudarso (kawasan Batu Ampar), jalan Sudirman
5 (kawasan simpang jam), dan Ahmad Yani (simpang Kabil-kawasan Batamindo) Kota Batam, logam berat yang dianalisis adalah timbal (Pb), zink (Zn), dan kromium (Cr), sedangkan alat analisis yang digunakan adalah Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hipotesis Pencemaran logam berat dipengaruhi oleh banyaknya
gas buangan
kendaraan bermotor dan limbah industri, semakin tinggi konsentrasi gas buangan kendaraan bermotor dan limbah industri di udara sehingga kadar logam Pb banyak terakumulasi pada bagian daun. Tingginya tingkat pencemaran di tanah maka kadar Zn dan Cr semakin banyak diakumulasi oleh bagian akar tanaman. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah menganalisis logam berat Pb, Zn, dan Cr, pada bagian daun, kulit kulit batang, dan kulit akar pada tanaman angsana, akasia, dan trembesi dalam mengakumulasi logam berat, serta mengkorelasikan Pb, Zn, dan Cr terhadap bagian dan jenis tanaman serta lokasi.
6
TINJAUAN PUSTAKA Logam Berat Tumbuhan pada saat menyerap logam berat, akan membentuk suatu enzim reduktase di membran akarnya. Reduktase ini berfungsi mereduksi logam yang selanjutnya diangkut melalui mekanisme khusus di dalam membran akar. Pada saat terjadi translokasi di dalam tubuh tanaman, logam yang masuk ke dalam sel akar, selanjutnya diangkut ke bagian tumbuhan yang lain melalui jaringan pengangkut yaitu xylem dan floem. Untuk meningkatkan efisiensi pengangkutan logam diikat oleh molekul kelat. Pada konsentrasi rendah logam berat tidak mempengaruhi pertumbuhan tanaman tetapi pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan kerusakan baik
pada tanah, air maupun tanaman. Batas kritis
konsentrasi logam berat pada tanah, air, dan tanaman dapat di lihat pada Tabel 2. Tabel 2 Batas kritis logam berat dalam tanah, air, dan tanaman Logam berat
Tanah
Air (ppm)
Tanaman
Pb 100 0.03 50 Cd 0.50 0.05-0.10 5-30 Co 10 0,4-0.6 15-30 Cr 2,5 0.5-1.0 5-30 Ni 50 0.2-0.5 5-30 Cu 60-125 2-3 20-100 Mn 1500 Zn 70 5-10 100-400 Sumber : Ministry of State for Population and Enviromental of Indonesia, and Dalhousie, University Canada (1992) Logam berat dalam tanah pada prinsipnya berada dalam bentuk bebas maupun tidak bebas. Dalam keaadan bebas, logam berat dapat bersifat racun dan terserap oleh tanaman sedangkan dalam bentuk tidak bebas dapat berikatan dengan hara, bahan organik, ataupun anorganik lainnya. Pada kondisi tersebut, logam berat selain mempengaruhi ketersediaan hara tanaman juga dapat mengkontaminasi hasil tanaman. Jika logam berat memasuki lingkungan tanah, maka akan terjadi keseimbangan dalam tanah, kemudian akan terserap oleh tanaman melalui akar, dan selanjutnya akan terdistribusi kebagian tanaman
7 lainnya. Dinamika logam berat dalam tanah dan tanaman di tunjukkan pada Gambar 1.
Sumber: Alloway (1995) Gambar 1 Dinamika logam berat di dalam sistem tanah dan tanaman Penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tumbuhan dibagi menjadi tiga proses, yaitu : Pertama, penyerapan oleh akar. Agar tanaman dapat menyerap logam, maka logam harus dibawa ke dalam larutan di sekitar akar (rizosfer) dengan beberapa cara bergantung pada spesies tanaman. Senyawa-senyawa yang larut dalam air biasanya diambil oleh akar bersama air, sedangkan senyawasenyawa hidrofobik diserap oleh permukaan akar. Kedua, translokasi logam dari akar ke bagian tanaman lain. Setelah logam menembus endodermis akar, logam atau senyawa asing lain mengikuti aliran transpirasi ke bagian atas tanaman melalui jaringan pengangkut (xylem dan floem) ke bagian tanaman lainnya. Ketiga, lokalisasi logam pada sel dan jaringan. Hal ini bertujuan untuk menjaga agar logam tidak menghambat metabolisme tanaman. Sebagai upaya untuk mencegah peracunan logam terhadap sel, tanaman mempunyai mekanisme detoksifikasi, misalnya dengan menimbun logam di dalam organ tertentu seperti akar (Priyanto dan Prayitno 2004). Timbal (Pb) dengan nomor atom 82 merupakan suatu logam berat yang lunak berwarna kelabu kebiruan dengan massa jenis 11,34 g/ml, titik leleh 327 ºC
8 dan titik didih 1.749 ºC. Pada suhu 550–600 ºC timbal menguap dan bereaksi dengan oksigen dalam udara membentuk timbal oksida. Walaupun bersifat lentur, timbal sangat rapuh, dan mengkerut pada pendinginan, sulit larut dalam air dingin, air panas dan air asam. Bentuk oksidasi yang paling umum adalah Pb (II) dan senyawa organometalik yang terpenting adalah timbal tetra etil, timbal tetra metil dan timbal stearat, merupakan logam yang tahan terhadap korosi atau karat, sehingga sering digunakan sebagai bahan coating (Palar 2004). Pb sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun, kulit batang, akar, dan akar umbi-umbian. Perpindahan Pb dari tanah ke tanaman tergantung komposisi dan pH tanah. Konsentrasi yang tinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik pada proses fotosintesis dan pertumbuhan. Pb hanya mempengaruhi tanaman bila konsentrasinya tinggi. Tanaman dapat menyerap logam Pb pada saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik tanah rendah. Pada keadaan ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan berupa ion yang bergerak bebas pada larutan tanah. Jika logam lain tidak mampu menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan Pb oleh akar tanaman. Mekanisme masuknya partikel Pb ke dalam jaringan daun, yaitu melalui stomata daun yang berukuran besar dan ukuran partikel Pb lebih kecil, sehingga Pb dengan mudah masuk kedalam jaringan daun melalui proses penjerapan pasif (Dahlan 1989). Partikel Pb yang menempel pada permukaan daun berasal dari tiga proses yaitu, pertama sedimentasi akibat gaya gravitasi, kedua, tumbukan akibat turbulensi angin, dan ketiga adalah pengendapan yang berhubungan dengan hujan. Celah stomata mempunyai panjang sekitar 10 μm dan lebar antara 2–7 μm, oleh karena ukuran Pb yang demikian kecil, maka partikel Pb tidak larut dalam air dan senyawa Pb terperangkap dalam rongga antar sel sekitar stomata. Proses tersebut di tunjukkan pada Gambar 2.
9 Stomata Epidermis atas
Pb Jaringan tiang Sel miophil Jaringan bunga karang Pb Epidermis bawah Gambar 2 Akumulasi partikel Pb pada jaringan daun Zink (Zn) adalah logam yang memiliki karakteristik yang cukup reaktif, berwarna putih kebiruan, memiliki nomor atom 30, titik lebur 419,73 oC. Zn merupakan unsur mikro esensial bagi mahkluk hidup. Adsorpsi Zn dalam tanah dapat terjadi karena adanya bahan organik dan mineral liat. Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain seng sulfida (ZnS), spalerit (ZnFe)S, dan smithzonte (ZnCO 3 ). Pelarutan mineral-mineral yang mengandung Zn terjadi secara alami sehingga unsur yang terkandung didalamnya terbebas dalam bentuk ion. Zn2+ yang terbebas mengalami proses lanjut, terikat dengan matrik tanah atau bereaksi dengan unsur-unsur lain. Adsorpsi Zn2+ yang kuat dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bahan organik dan liat hal ini berhubungan dengan kapasitas kation dan keasaman tanah. (Lahuddin 2007). 5
1
Kromium (Cr) mempunyai konfigurasi elektron [Ar] 3d 4s , sangat keras, Memiliki titik didih 2671oC dan memiliki titik lebur 2403 oC. Bilangan oksidasi yang terpenting adalah +2, +3 dan +6. jika dalam keadaan murni melarut dengan lambat sekali dalam asam encer membentuk garam kromium (II). Cr dalam larutan tanah diserap oleh akar melalui pengangkutan yang digunakan untuk penyerapan logam penting untuk metabolisme tanaman. Pengaruh Cr pada tanaman adalah gejala klorosis pada daun dan penurunan pertumbuhan akar, polusi kromium disebabkan oleh bahan bakar dan erosi badan dari automobile dan exstensive road marking oleh cat kromat timbal kuning dan beberapa aktifitas industri (Kord et al 2010). Dalam jumlah kecil kromium (Cr) dibutuhkan oleh manusia yaitu sebagai obat penguat stamina untuk beraktivitas sehari-hari dalam
10 jumlah tertentu. Tetapi akan berbahaya kalau berlebihan terpapar oleh tubuh manusia akibatnya dapat berupa penyakit kronis, berlangsung selama bertahuntahun jika mengenai salah satu organ tubuh. Environmental Protection Agency (EPA) Amerika Serikat menggolongkan kromium sebagai suatu zat yang bersifat karsinogenik. Pekerja perusahaan yang menggunakan proses pelapisan kromium berisiko tinggi terimbas pencemaran kromium. Akumulasi uap yang terhirup saat proses pelapisan kromium bisa menyebabkan sesak napas dan berujung pada kanker paru-paru. Bukan itu saja, kulit yang terpapar kromium terus menerus akan menimbulkan ulserasi (borok), ulserasi pada selaput lendir hidung, vascular effect (kerusakan pembuluh darah pada aorta), anemia dan membuat tubuh lesu, menurunkan imunitas tubuh, gangguan reproduksi dan gangguan ginjal. Tanaman Peneduh Tanaman peneduh jalan merupakan tanaman penghijauan yang ditanam di pinggir jalan agar lingkungan menjadi nyaman. Tanaman peneduh harus memiliki syarat antara lain, tidak mudah patah, tidak mudah tumbang, perakaran kuat, tidak mempunyai akar yang besar di permukaan tanah, tahan terhadap hembusan angin, dan tahan terhadap pencemar. Tanaman merupakan penyerap CO 2 di udara dan menghasilkan O 2
yang sangat dibutuhkan manusia dan hewan. Tumbuhan
melakukan fotosistesis untuk membentuk zat makanan atau energi yang dibutuhkan tanaman tersebut. Dalam fotosintesis tersebut tumbuhan menyerap CO 2 dan air yang kemudian di rubah menjadi glukosa dan oksigen dengan bantuan sinar matahari. Proses ini berlangsung di klorofil. Kemampuan tanaman sebagai penyerap karbondioksida akan berbeda-beda. Pohon-pohon yang berbunga dan berbuah memiliki kemampuan fotosintesis yang lebih tinggi sehingga mampu sebagai penyerap karbondioksida yang lebih baik. Selain itu tanaman ini berfungsi sebagai penyerap unsur pencemar secara kimiawi, secara fisik berfungsi sebagai peredam suara baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Selain itu juga berfungsi pada ekologi kesehatan, lingkungan, psikologi, serta fungsi pendidikan dan pengajaran. Tanaman peneduh ini banyak jenisnya antara lain angsana, akasia, trembesi, mahoni, glodogan, dan tanjung. (Dahlan 2004)
11 Tanaman Angsana (Pterocarpus indicus Willd) suatu spesies alam yang berasal dari Asia tenggara, dan merupakan jenis tanaman deciduous, dengan ketinggian 30-40 m, diameter kulit batang lebih dari 2 m, daun berukuran 12-22 cm berbentuk pinnatus dengan 5-11 lembar anak daun, ujung ranting berambut, kelopak berbentuk lonceng sampai berbentuk tabung,
tinggi 7 m, mahkota
berwarna kuning jingga. Tanaman ini dikenal dengan nama asan, athan (Aceh), sena (Gayo), sena, hasona, sona (Batak), kayu merah (Timor), asana, sana kapur, sana kembang (Minangkabau), sana kembang (Madura). Angsana sering ditanam sebagai pagar hidup dan tanaman pelindung di sepanjang tepi kebun. Perakarannya yang baik dapat mengikat nitrogen, mampu membantu memperbaiki kesuburan tanah. Tajuknya yang rindang angsana kemudian juga populer sebagai tanaman peneduh dan penghias tepi jalan di perkotaan khususnya di Asia Tenggara. (Departemen Kehutanan 2003). Tanaman angsana ditunjukkan pada Gambar 3
Gambar 3 Tanaman angsana Tanaman akasia (Acacia mangium) merupakan jenis tanaman yang cepat tumbuh dan memiliki daun yang lebar. Karakteristik akasia pada umumnya selalu hijau, tingginya dapat mencapai 30 m, kulit batang bagian bawah berbentuk silindris dan diameternya dapat mencapai ±50 cm. Tanaman ini berkayu keras dan kasar, warnanya mulai dari cokelat gelap sampai cokelat terang, kulit akasia kasar dan beralur, memiliki warna abu-abu atau coklat, rantingnya kecil seperti sayap, panjang daunnya mencapai 25 cm, lebar 3-10 cm berwarna hijau gelap, bunganya berganda berwarna putih atau kekuningan, panjangnya mencapai 10 cm dan
12 bentuk tunggal atau berpasangan di sudut daun pucuk. Akasia dikenal sebagai bahan baku pembuatan kertas. (Departemen kehutanan 2003). Tanaman akasia di tunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Tanaman akasia Trembesi
(Samanea
saman)
merupakan
tanaman
yang
memiliki
kemampuan menyerap karbondioksida dari udara yang sangat besar yaitu sebesar 28.488,39 kg CO 2 /pohon setiap tahunnya. Ciri-ciri tanaman ini adalah, ketinggian 30-40 m, kulit batangnya tidak beraturan kadang bengkok, menggelembung besar. berwarna kecokelatan dan permukaan kulit sangat kasar dan terkelupas. Daunnya majemuk mempunyai panjang tangkai sekitar 7-15 cm melipat pada cuaca hujan dan di malam hari, sehingga tanaman ini dinamakan tanaman pukul 5. Bunga berwarna putih dan bercak merah muda. Akar mengandung bintil yang di dalamnya berisi bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan akar untuk mengikat udara dan N 2. Memiliki daun yang rindang sehingga biasa digunakan sebagai tanaman peneduh, selain sebagai naungan dan pohon peneduh, kayunya digunakan sebagai produk kerajinan. Tanaman ini dikenal dengan sebutan ki hujan, kayu ambon (Melayu), munggur (Jawa), rain tree (Inggris), saman (Perancis), polo the cina (Philipina) (Staples et al 2006). Tanaman trembesi ditunjukkan pada Gambar 5.
13
Gambar 5 Tanaman trembesi Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) adalah metode yang berdasarkan pada prinsip absorpsi cahaya oleh atom. Metode ini mempunyai beberapa
kelebihan
dibandingkan
dengan
metode
spektroskopi
emisi
konvensional. Pada metode konvensional, emisi tergantung pada sumber eksitasi. Bila eksitasi dilakukan secara termal, maka ia bergantung pada suhu sumber. Eksitasi termal tidak selalu spesifik, dan eksitasi secara serentak pada berbagai spesies dalam suatu campuran dapat saja terjadi. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya misalnya unsur Pb, Zn, dan Cr dapat diserap pada panjang gelombang berturut-turut 217, 213 dan 357,9 nm. Larutan sampel diaspirasikan ke dalam nyala, dan elemen sampel diubah menjadi uap atom. Atom-atom dalam keadaan dasar ini dapat mengabsorbsi radiasi yang diberikan oleh sumber lampu katoda cekung yang terbuat dari elemen tersebut dengan kata lain hanya akan mengambil dan melepas suatu jumlah energi tertentu. Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas. Ketika menyerap radiasi, elektron mengalami transisi dari suatu keadaan energi tertentu ke keadaan energi lainnya (Nur dan Adijuwana1989). Panjang gelombang radiasi yang diberikan oleh cahaya sama dengan yang diabsorbsi atom-atom di dalam nyala. Metode ini memiliki beberapa keuntungan yaitu kecepatan analisis dan ketelitiannya, tidak memerlukan pemisahan pendahuluan, logam-logam yang diperiksa paling selektif, sensitifitas tinggi,
14 spesifik, dan dapat menentukan konsentrasi unsur dalam jumlah yang sangat rendah. Setiap alat spektrofotometer serapan atom terdiri atas tiga komponen, yaitu unit atomisasi, sumber radiasi, dan sistem pengukur fotometrik. Atomisasi dapat dilakukan dengan baik dengan nyala maupun dengan tungku. Untuk mengubah unsur metalik menjadi uap atau hasil disosiasi diperlukan energi panas. Suhu harus benar-benar terkendali dengan sangat hati-hati agar proses atomisasinya sempurna. Biasanya suhu dinaikkan secara bertahap, untuk menguapkan dan sekaligus mendisosiasikan senyawa yang akan dianalisis. Bila ditinjau dari sumber radiasi, haruslah bersifat sumber yang kontinu. Di samping itu sistem dengan penguraian optis yang sempurna diperlukan untuk memperoleh sumber sinar dengan garis absorpsi yang semonokromator mungkin. Rangkaian kerja alat SSA dapat ditunjukkan pada Gambar 6 .
Gambar 6 Rangkaian alat kerja SSA
Penentuan konsentrasi unsur logam dalam sampel dapat dilakukan dengan bantuan kurva kalibrasi yang diplot antara absorbansi terhadap konsentrasi larutan standar. Hal ini sesuai dengan Hukum Lambert-Beer yang menyatakan bahwa jumlah energi yang diserap (absorbans) sebanding dengan konsentrasi (C). (Khopkar 2007).
15
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan mulai bulan Januari-Mei 2011 bertempat
di
Laboratorium Kimia Anorganik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia Institut Pertanian Bogor. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah daun, kulit batang dan kulit akar tanaman angsana, akasia, dan trembesi. Senyawa HNO 3 , dan kertas saring Whatman no. 42. Alat yang digunakan adalah hot plate, oven, dan spektrofotometer serapan atom (SSA) tipe AA 7000 Shimadzu. Metode Pengambilan Sampel Jenis sampel yang digunakan adalah tanaman angsana (Pterocarpus indicus), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman). Bagian tanaman berupa daun, kulit batang, dan kulit akar. Sampel daun yang diambil adalah yang terletak pada lapisan tajuk paling bawah karena bagian tersebut paling dekat dengan sumber pencemar, kulit batang diambil pada ketinggian 1-2 m dari permukaan tanah, sedangkan kulit akar yang diambil adalah yang berada di sekitar tanaman. Pengambilan sampel dilakukan bersama petugas Pengawasan Perawatan Pohon Otorita Batam, pada empat lokasi yang berbeda. Lokasi 1 merupakan kawasan padat industri terletak di Jalan Yos Sudarso (Kawasan Batu Ampar). Lokasi 2 merupakan kawasan padat lalulintas yang terletak di Jalan Sudirman (kawasan simpang Jam). Lokasi 3 merupakan kawasan padat industrilalulintas
terletak
di Jalan Ahmad Yani (simpang Kabil-kawasan industri
Batamindo). Lokasi 4 merupakan kawasan sepi industri-lalulintas (hutan kota).
16 Diagram Alir Pada empat lokasi Pengambilan sampel
Daun, Kulit batang Kulit akar
1. 2. 3. 4.
Padat industri Padat lalulintas Padat industri-lalulintas Sepi industri dan lalulintas
- Angsana - Akasia - Trembesi
100 gram dikeringanginkan lalu dipanaskan di oven pada 70OC kemudian dihaluskan
3 gram sampel Dimasukkan ke labu destruksi, ditambahkan 15 ml HNO 3 pekat lalu didestruksi. Dinginkan lalu saring
RESIDU
FILTRAT
Dimasukkan ke labu ukur 50 ml + air bebas ion sampai tanda batas labu
Logam berat
UJI DENGAN SSA
ANALISIS STATISTIK
KORELASI
-
Bagian tanaman Jenis tanaman Jenis lokasi
Gambar 2 Diagram alir kerja
17 Prosedur Kerja Langkah-langkah kerja ditunjukkan pada diagram alir pada Gambar 7. Preparasi Sampel Ditimbang sampel (daun, kulit batang, dan kulit akar) tanaman angsana, akasia, dan trembesi masing-masing sebanyak 100 gram, kemudian dikeringkan pada suhu 70oC selama 48 jam dan dihaluskan. (Kord et al 2010). .Penentuan kadar air dilakukan agar perhitungan kadar logam berat berdasarkan bobot kering. Sampel kering sebanyak tiga gram ditempatkan di dalam botol timbang yang telah diketahui bobot keringnya. Botol timbang yang telah berisi sampel tersebut dipanaskan di dalam oven bersuhu 105 ºC selama 3 jam. Setelah pemanasan dimasukkan ke dalam desikator untuk didinginkan, kemudian ditimbang sampai bobot tetap. Perhitungan kadar air dilakukan menggunakan rumus : Kadar air (%)
=
a = bobot contoh sebelum pemanasan (g) b = bobot contoh setelah pemanasan (g) Sampel sebanyak tiga gram dimasukkan ke dalam labu erlemeyer 125 ml kemudian tambahkan 15 ml HNO 3 pekat setelah beberapa lama kemudian panaskan di atas plat penangas sampai campuran agak berwarna bening. Larutan di saring dengan kertas saring Whatman nomor 42. Ke dalam filtrat ditambahkan air bebas ion hingga tanda batas. Dilakukan hal yang sama pada sampel dari tanaman yang lainnya. Analisis Logam Pb, Zn, dan Cr Dalam Sampel Filtrat hasil destruksi kemudian dianalisis dengan menggunakan alat SSA pada panjang gelombang untuk logam Pb, Zn, dan Cr berturut- turut 217, 213 dan 357,9 nm. Penentuan kadar Pb, Zn, dan Cr dilakukan dengan teknik kurva kalibrasi yang berupa garis linear, sehingga dapat ditentukan konsentrasi sampel dari absorbansi yang terukur,
18 Analisis Statistika Nilai secara statistik dibandingkan dengan menggunakan analisis varians (ANOVA) multivariat two-way, dimana terdapat nilai signifikan p < 0,05, yang memperhitungkan populasi perbedaan jenis bagian tanaman (daun, kulit kulit batang dan kulit akar) dan jenis tanaman (angsana, akasia dan trembesi), serta lokasi sampel (padat industri, padat lalulintas, padat industri-lalulintas dan sepi industri-lalulintas). Analisis korelasi antar konsentrasi logam berat pada tanaman dilakukan menggunakan uji Pearson SPSS versi 11,0. (Forte et al 2005). Korelasi antar dua peubah dinyatakan nyata secara statistik bila nilai signifikansi atau p < alpha. Nilai alpha yang digunakan adalah 0,05. Model yang digunakan pada penelitian ini adalah Linier Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAK). Tabulasi data untuk rancangan acak kelompok dari hasil pengacakan pada penelitian disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 Tabulasi data rancangan acak kelompok dari hasil pengacakan Perlakuan (t) 1 2 3 4 5 6 Total Kelompok (Y.j)
1 Y11 Y21 Y31 Y41 Y51 Y61
2 Y12 Y22 Y32 Y42 Y52 Y62
3 Y13 Y23 Y33 Y43 Y53 Y63
4 Y14 Y24 Y34 Y44 Y54 Y64
Total Perlakuan (Yi.) Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
Y-1
Y-2
Y-3
Y-4
Y-..
Kelompok (r)
Model linier RAK dengan banyaknya kelompok (ulangan ) k dan banyaknya perlakuan t adalah:
dimana : i =1,2,…,t dan j = 1,2,…,r Y ij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j μ = Mean populasi τ i = Pengaruh aditif dari perlakuan ke-i
19 β j = Pengaruh aditif dari kelompok ke-j ε ij = Pengaruh acak dari perlakuan ke-i dan kelompok ke-j Untuk nilai korelasi r berkisar antara -1 sampai dengan 1. Korelasi hanya menunjukkan kuat hubungan antar dua peubah di mana semakin dekat nilai korelasi dengan -1 menunjukkan adanya hubungan negatif atau berkebalikan yang kuat antar dua fator yang ada (misal x1 dan x2). Semakin besar nilai x1 maka semakin kecil nilai x2, begitu juga sebaliknya, semakin kecil x1 maka x2 semakin besar. sedangkan bila nilai korelasi mendekati 1 berarti terdapat hubungan positif atau searah antar dua peubah yaitu bila x1 semain besar maka x2 akan semakin besar dan sebaliknya, bila x1 semakin kecil maka x2 semakin kecil. Korelasi antar dua peubah dinyatakan nyata secara statistik bila nilai signifikasi atau p < alpha. Nilai alpha yang digunakan adalah 0,05.
20
HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Umum Lokasi Penelitian Batam adalah kota industri, bahkan disebut sebagai lokomotif industri Indonesia, luas wilayah 415 km²
terdiri dari 12 kecamatan dengan jumlah
penduduk 1.056.701 jiwa, memiliki 719 industri yang tersebar dalam 29 kawasan industri, dengan jenis industri yang beraneka ragam pada setiap kawasan. (Dinas Perindustrian Kota Batam 2009)
Gambar 8 menunjukan peta lokasi penelitian. Pengambilan sampel dilakukan pada beberapa lokasi, yang menjadi pertimbangan pemilihan lokasi adalah berdasarkan pada jenis tanaman, umur tanaman, dan kawasan yang berbeda dimana pada lokasi ini terdapat tiga jenis tanaman yang sama yaitu angsana, akasia, dan trembesi dengan umur tanaman diperkirakan hampir sama yaitu berkisar 7 tahun, tanaman ini berada pada lokasi yang berbeda lokasi 1 kawasan padat industri, lokasi 2 kawasan padat lalulintas, dan lokasi 3 dapat dikategorikan sebagai lokasi padat industri-lalulintas, serta lokasi 4 kawasan sepi industri-lalulintas (hutan kota).
3 2
1 4
Gambar 8 Peta lokasi pengambilan sampel
21 Kriteria padat lalulintas dilihat dari jumlah kendaraan yang melewati lokasi pengambilan sampel. Pada Tabel 4 menunjukkan jumlah kendaraan bermotor roda dua dan roda empat dalam setiap jam yang melewati lokasi pengambilan sampel. Tabel 4 Jumlah kendaraan yang melewati lokasi pengambilan sampel Volume Lalulintas
Kapasitas
Ratio
Lokasi
Kawasan
1
Jln. Yos Sudarso
3159
6072
0.52
2
Jln. Sudirman
4043
6557
0.62
3
Jln. Ahmad Yani
4527
6466
0.70
4
Jln. Diponegoro
1781
2755
0,65
(per jam) (V)
Ruas Jalan (C) (V/C)
(Sumber Dinas Perhubungan Kota Batam 2009)
Terdapat banyak kawasan industri yang ada di Kota Batam, namun beberapa kawasan saja yang menjadi objek penelitian ini. Pada lokasi 1 didominasi industri galangan kapal dan pada lokasi 3 didominasi oleh industri elektronik. Secara umum nama kawasan, jenis, dan jumlah ditunjukkan pada Tabel 5.
industri pada lokasi penelitian
22 Tabel 5
Nama kawasan, jenis, dan jumlah industri pada lokasi pengambilan sampel
Nama Kawasan Batu Ampar (Lokasi 1)
Jenis Industri Pengelola/property Barang plastik dan cetakan Galangan kapal Kemasan dari plastic Elektronik dan Manufacturing Gudang kayu, pipa besi Texstil Mesin genset Cat dan Logam Jasa, dan rekayasa industri, perbengkelan Kertas Kaca Jumlah
Industri Batamindo (Lokasi 3)
Pengelola/property Assembly dan komponen elektronika Aluminium tubes repacking adhesive Alat-alat optic Peralatan plastic Shiping logistic Komponen alat pengangkut PCB asembly of flash wiring Injection moulding Alat-alat medis Mesin berputar dan photocopy Pengelolalaan barang dari karet Perakitan Head strecs for disk drivers Kertas dan barang dari kertas Logam dan barang dari logam Moulding dan metal stamping Alat bantu dengar dan perlengkapannya Gas nitrogen Polyfoam packing Measurements meter dan power supply Jumlah
Panbil (Lokasi 3)
PCB asembly Komponen alat-alat elektronik Plastik Fishing tacle,lure Medical disposible, clean room asembly Aluminium casting Electro plating of hard disk drive base plate Bulbars
Jumlah (Sumber Dinas Perindustrian Kota Batam 2009)
Jumlah 4 2 4 1 8 12 1 1 4 7 1 1 46 1 38 1 1 8 1 1 2 2 1 1 6 2 1 2 5 2 1 1 1 1 79 1 3 1 1 1 1 1 1 10
23 Hasil Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr Sampel yang didestruksikan dengan HNO 3 mengeluarkan uap kuning kecoklatan, lalu didiamkan beberapa jam, kemudian
campuran dipanaskan
dengan menggunakan penangas pada suhu 80oC sampai uap kuning kecoklatan tersebut tidak kelihatan lagi, pemanasan ini dilakukan agar didapatkan hasil destruksi yang sempurna. Lalu disaring sambil dibilas dengan air bebas ion sehingga didapatkan volume filtrat 50 ml (Kord et al 2010). Proses dan hasil destruksi ditunjukkan pada Gambar 9.
(1)
(2)
(3)
(4)
Ket : (1, 2 dan 3 = proses. 4 = hasil destruksi) Gambar 9 Proses dan hasil destruksi
24 24
Tabel 6 Kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan bobot kering (ppm) Jenis
Bagian
Tanaman
Tanaman
Angsana
Akasia
Lokasi 1
Lokasi 2
Lokasi 3
Lokasi 4
Pb
Cr
Zn
Pb
Cr
Zn
Pb
Cr
Zn
Pb
Cr
Zn
Daun
6,95
1,85
152,4
5,36
1,60
110,1
13,81
8,78
702,2
1,49
0,44
51,31
Kulit batang
1,69
2,83
108,8
1,45
0,77
123,6
2,97
7,24
186,4
0,64
0,27
68,64
Kulit akar
1,61
1,48
372,9
0,70
0,98
240,7
2,86
2,45
1313,7
0,74
0,27
73,99
Daun
3,95
1,33
498,7
19,05
1,41
61,51
23,67
16,21
170,5
1,67
0,50
18,40
Kulit batang
1,81
0,33
27,75
1,44
0,61
91,90
2,75
3,10
265,0
0,44
0,25
20,25
Kulit akar
3,48
0,80 1169,6
1,87
0,64
113,1
1,52
2,13
906,1
1,44
0,33
89,98
4,51
2,79
811,7
2,22
0,54
148,7
3,75
0,53
307,6
0,88
0,22
40,31
Kulit batang
4,04
1,73
577,2
0,96
1,15
39,61
0,58
1,20
198,0
0,41
0,41
9,18
Kulit akar
4,69
2,48
859,0
0,89
2,56
177,7
1,36
0,99
614,6
0,49
0,42
71,96
Trembesi Daun
25 Hasil analisis Pb, Zn, dan Cr larutan sampel menggunakan SSA terdapat pada Tabel 5. Rerata kadar terendah terdapat pada lokasi 4 dan rerata kadar tertinggi terdapat pada lokasi 3 berturut-turut sebesar 5,92 ppm, 518,2 ppm, dan 4,74 ppm. Gambar 10 menunjukkan rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm)
lokasi (lokasi 1, 2, 3, dan 4).
1000 Lokasi 1 Lokasi 2
100
Lokasi 3 Lokasi 4 10
1 Pb
Zn
Cr
Gambar 10 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan lokasi Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr tertinggi terdapat pada lokasi 3 dikarenakan lokasi ini merupakan padat industri-lalulintas dengan jumlah kendaraan dan jenis industri yang lebih banyak daripada lokasi 1, 2, dan 4. Kadar Pb yang tinggi dapat berasal dari zat buangan yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor dan kegiatan industri. Zn yang tinggi dapat berasal dari zat buangan yang berasal dari kegiatan industri, dan Cr yang tinggi dapat berasal dari gas buangan kendaraan bermotor dan dari kegiatan industri. Menurut (Kozak 1993) dugaan emisi Pb berasal dari transportasi dan dari kegiatan industri. Didukung oleh penelitian (Kord et al 2010) kandungan Pb dalam konsentrasi tinggi ditemukan di wilayah jalan raya sementara pada wilayah industri ditemukan Zn dan Cr dalam konsentrasi yang tinggi.
26 Gambar 11 menunjukkan bahwa pada lokasi 1 rerata kadar Pb dan Cr tertinggi terdapat pada daun, Zn tertinggi terdapat pada kulit akar. Kadar Pb dan Cr masih di bawah batas kritis. Pada kulit akar akasia kadar Zn hampir mencapai tiga kali lebih besar jika dibandingkan dengan kulit akar angsana. Kadar Zn pada daun trembesi hampir dua kali lebih besar dari daun akasia dan lima kali lebih besar dari daun angsana, sedangkan pada kulit batang trembesi 20 kali lebih besar dari akasia dan lima kali lebih besar dari angsana (Tabel 6). Kadar Zn pada daun
10000 Angsana
1000
Akasia
100
Trembesi
10
Pb
Zn
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
1 Daun
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm)
dan kulit akar tanaman akasia dan trembesi telah melewati batas kritis (>400 ppm)
Cr
Gambar 11 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 1 Berdasarkan rerata kadar logam berat pada lokasi 2 Pb tertinggi terdapat pada daun akasia yaitu sebesar 19,05 ppm (Tabel 6). Gambar 12 menunjukkan perbedaan kemampuan tanaman dalam menyerap Pb berbeda-beda. Hal ini dapat dilihat bahwa kemampuan dari daun akasia menyerap Pb hampir mencapai sembilan kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun trembesi dan tiga kali lebih besar dari daun angsana.
27
Angsana 100
Akasia Trembesi
10
Pb
Zn
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
1 Daun
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm)
1000
Cr
Gambar 12 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 2 Berdasarkan Gambar 13 pada lokasi 3 daun akasia menyerap Pb lebih banyak yaitu hampir dua kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun angsana dan tujuh kali lebih besar dari daun trembesi sedangkan daun angsana menyerap Pb empat kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun trembesi. Daun angsana dalam menyerap Zn empat kali lebih besar dari daun akasia. Kadar Cr pada daun tanaman akasia dua kali lebih besar dari daun angsana dan 30 kali lebih besar dari daun trembesi. Kadar Cr pada daun angsana 17 kali lebih besar dari daun trembesi tetapi masih di bawah batas kritis (50 ppm). Kadar Zn pada daun angsana sebesar 702,2 ppm dan Zn pada kulit akar tanaman angsana, akasia dan trembesi pada lokasi 3 berturut-turut 1313,7 ppm, 906,1 ppm, dan 614,6 ppm (Tabel 6). Kadar tersebut telah melewati batas kritis (>400 ppm) sedangkan pada daun dan kulit batang akasia dan trembesi berada di bawah batas kritis.
10000 Angsana 1000
Akasia Trembesi
100 10
Pb
Zn
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
1 Daun
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm)
28
Cr
Gambar 13 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 3 Pada Gambar 14 menunjukkan bahwa pada lokasi 4 kadar Pb tertinggi terdapat pada daun dan terendah pada kulit batang,
Zn tertinggi terdapat pada
kulit akar dan terendah pada daun, dan Cr tertinggi terdapat pada daun terendah pada kulit akar. Kadar Zn kulit batang angsana tiga kali lebih besar dari akasia dan 9 sembilan kali lebih besar dari trembesi. Pada lokasi 4 kadar ketiga logam berat belum mencapai batas kritis. Hal ini disebabkan letak lokasi yang jauh dari industri dan jumlah kendaraan yang melewati lokasi ini lebih sedikit jika
Angsana
100 80
Akasia
60
Trembesi
40 20
Pb
Zn
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
Daun
Akar
Batang
0 Daun
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm)
dibandingkan dengan lokasi 1, 2, dan 3.
Cr
Gambar 14 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 4
29
Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan jenis tanaman (angsana, akasia, dan trembesi) didapatkan Pb banyak diserap oleh tanaman akasia sebesar 5,26 ppm, Zn banyak terdapat pada trembesi sebesar 321,3 ppm dan Cr banyak diserap
Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm)
oleh tanaman angsana 2,41 ppm (Gambar 15).
1000
292,1
286,1
Angsana Akasia
100
10
321,3
Trembesi 5,26 3,36
2,41 2,30
2,06
1,25
1 Pb
Zn
Cr
Gambar 15 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan jenis tanaman Berdasarkan Gambar 11, 12, 13, 14, 15 dan Tabel 7. Tingginya kadar Pb dan Cr pada daun erat kaitannya dengan morfologi tanaman seperti tinggi tanaman, morfologi daun, bentuk tajuk, dan bagian tanaman lainnya. Tanaman angsana merupakan pohon tinggi, tajuk berbentuk bulb (bulat), daun berbentuk bulat telur dengan ujung meruncing, majemuk, permukaannya licin, warna hijau. Bila dilihat dari morfologi tanaman akasia merupakan pohon tinggi, tajuknya berbentuk tidak teratur, daunnya lebar agak kaku. Sedangkan trembesi pohonnya tidak terlalu tinggi, dengan tajuk berbentuk bulat daunnya agak kasar berukuran kecil dan majemuk. Tanaman yang lebih tinggi mampu menyerap logam berat lebih banyak, tajuk tanaman berbentuk bush lebih baik dari pada bulb (bulat) dan conus (kerucut) (Tandjung 1989). Di samping itu daging daun angsana lebih tebal daripada daun akasia dan trembesi serta permukaan daun angsana lebih lebar dibandingkan permukaan daun akasia dan trembesi. Hal ini didukung oleh (Flanagan et al 1980) menyatakan bahwa partikel logam berat yang menempel pada permukaan daun yang berbeda akan menyebabkan konsentrasinya berbeda
30 pula. Partikel logam berat yang menempel pada permukaan daun yang lebih lebar dan lebih kasar adalah tujuh kali lebih besar daripada permukaan daun yang licin. Pb dan Cr merupakan logam non esensial bagi tumbuhan dan pada daun bersifat racun tingginya konsentrasi logam ini pada daun diduga karena tingkat mobilitas logam dari akar ke daun yang tinggi. Masuknya partikel Pb pada jaringan daun karena melalui ukuran stomata yang besar dibandingkan ukuran partikel Pb yang kecil dan dapat masuk melalui penyerapan pasif. Selain partikel dapat menempel pada daun, partikel juga dapat menempel pada kulit pohon, cabang, dan ranting. Cemaran yang terakumulasi ini sebagian kecil dapat terjerap secara kimia dan akhirnya terserap oleh jaringan daun, dan sebagian lagi akan tersapu oleh angin atau air hujan, yang kemudian dibawa oleh angin, air, dan diendapkan ke dalam tanah. Sedang zarah yang lebih besar ukurannya akan terakumulasi pada permukaan kulit luar tanaman (Dahlan 2004). Kadar Zn yang tinggi pada akar, karena akar merupakan organ tanaman yang berfungsi menyerap unsur hara dari media tanam dan sekaligus organ yang kontak langsung dengan media tanam. penyerap bagi tanaman sebagian besar unsur yang dibutuhkan tanaman diserap dari larutan tanah melalui akar, kecuali karbon dan oksigen yang diserap dari udara oleh daun (Dahlan 2004). Agar tanaman dapat menyerap logam, maka logam harus dibawa ke dalam larutan di sekitar akar (rizosfer). Senyawa-senyawa yang larut dalam air biasanya diambil oleh akar bersama air, sedangkan senyawa-senyawa hidrofobik diserap oleh permukaan akar. Beberapa spesies tanaman toleran terhadap tingginya kandungan Zn dalam jaringan tanaman (mencapai 600–7800 ppm). Logam Zn lebih tinggi pada akar dibandingkan pada daun, namun sebaliknya konsentrasi logam Pb lebih tinggi di daun dibandingkan pada akar. Besarnya penyerapan Zn pada akar karena akar mempunyai sistem penghentian transpor logam menuju daun sehingga ada penumpukan logam di akar (Yoon et al 2006). Translokasi logam dari akar ke daun untuk logam esensial Zn dan Cr sangat rendah dibandingkan pada logam non esensial Pb. Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan bagian tanaman (daun, kulit batang, dan akar), Pb tertinggi terdapat pada daun, Zn tertinggi pada kulit akar dan Cr tertinggi pada daun (Tabel 7), hal ini berbeda dengan hasil penelitian yang
31 dilakukan oleh (Shanker et al 2005) yang mengatakan bahwa Cr lebih banyak diserap pada akar dibanding daun. Hal ini mungkin dikarenakan logam Cr yang dihasilkan dari kendaraan bermotor dan industri berada di udara dan diserap oleh daun. Tabel 7 Rerata Pb, Zn, dan Cr (ppm) pada bagian tanaman angsana, akasia dan trembesi Bagian Tanaman Daun Kulit batang Akar
Pb
Zn
Cr
7,17 1,60 1,80
256,1 140,7 500,3
3,02 1,66 1,37
Hasil Analisis Statistik Hasil dari analisis statistika diperoleh rerata pada Pb, Zn, dan Cr. Tingkat kadar logam berat terhadap faktor jenis tanaman dan lokasi dimana kadar dalam satuan ppm. Data instrumen yang dicek secara normalitas, karena masing-masing kadar logam berat diperoleh nilai R-square yang cukup kecil dan nilai Coefficient Variance (CV) yang cukup besar maka perlu dilakukan transformasi ln kemudian data tersebut diuji lanjut dengan parameter uji F dan uji Duncan pada taraf signifikan 5% (p < 0,05). Analisis menggunakan SAS dilakukan untuk mengetahui pengaruh Pb, Zn, dan Cr terhadap tanaman dan lokasi didapat nilai R2 berturut-turut 0,196, 0,403, dan 0,339 dan nilai (CV) berturut-turut 137,8, 96,07, dan 133,9. Karena dari masing-masing kadar logam berat diperoleh nilai R2 yang cukup kecil dan CV yang cukup besar, maka dilakukan transformasi ln terhadap data awal. Dari output SAS di atas diperoleh informasi bahwa terdapat dua faktor yang di uji pengaruhnya yaitu jenis tanaman dengan 3 taraf (angsana, akasia, trembesi) dan lokasi dengan 4 taraf (lokasi 1, lokasi 2, lokasi 3, dan lokasi 4), Jumlah responden dalam observasi yang diproses dalam analisis ini sebanyak 36. Hasil uji simultan untuk respon kadar Pb, Zn, dan Cr terhadap jenis tanaman dan lokasi didapatkan (p < 0,05) artinya jenis tanaman dan lokasi secara serempak mempengaruhi kadar Pb, Zn, dan Cr. Nilai R2 menunjukkan bahwa besarnya
32 keragaman kadar logam berat yang dapat dijelaskan oleh jenis tanaman dan lokasi, sementara sisanya dijelaskan oleh faktor lain yang tidak diterangkan. Dari Tabel 8 diperoleh hasil uji Parsial Pb, Zn, dan Cr terhadap jenis tanaman dan lokasi. Untuk faktor jenis tanaman nilai (p > 0,05). Untuk faktor lokasi nilai (p < 0,05). Tidak adanya perbedaan yang signifikan pada kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan jenis tanaman berarti jenis tanaman yang satu dengan jenis tanaman lainnya tidak jauh berbeda. Sehingga dapat dikatakan bahwa, kemampuan ketiga jenis tanaman hampir sama. Tanaman angsana dengan pohonnya tinggi mampu menyerap polutan di bagian atas, tetapi tajuknya berbentuk bulb dan daunnya yang kecil dan agak licin kurang baik. Sebaliknya tanaman daun trembesi dengan tajuknya berbentuk bush dan rendah mampu menangkap polutan di bagian yang lebih rendah. Morfologi tanaman akasia merupakan pohon tinggi, tajuknya berbentuk tidak teratur, daunnya lebar agak kaku. Menurut (Sulasmini 2003) hal ini akan menyebabkan kemampuan setiap jenis tanaman dalam menyerap zat pencemar tidak jauh berbeda, artinya setiap tanaman mempunyai kelebihan dan kekurangan yang saling melengkapi dalam menyerap gas dan partikel pencemar. Perbedaan yang signifikan pada Pb, Zn, dan Cr terhadap lokasi menunjukkan adanya pengaruh kadar logam ini pada lokasi, karena lokasi berpengaruh secara signifikan maka dilakukan uji lanjut Duncan.
Hal ini
dilakukan untuk melihat lokasi mana saja yang memiliki nilai signifikan terhadap logam berat. Tabel 8 Uji Parsial Pb, Zn, dan Cr terhadap tanaman dan lokasi Logam
Nilai P
Berat
Tanaman Jenis Lokasi
Pb Zn Cr
0,2134 0,5920 0,3715
0,0039* 0,0001* 0,0001*
Ket : *Berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan uji Duncan, Pb terhadap lokasi menunjukkan bahwa, lokasi 1,2, dan 3 tidak ada perbedaan yang signifikan dalam menentukan kadar Pb, akan tetapi taraf-taraf dalam lokasi tersebut memiliki perbedaan yang signifikan dengan
33 lokasi 4, untuk Zn terhadap lokasi menunjukkan bahwa, lokasi 1 dan 3 tidak ada perbedaan yang signifikan dalam menentukan kadar Zn, akan tetapi taraf-taraf dalam lokasi tersebut memiliki perbedaan yang signifikan dengan lokasi 2 dan 4, sedangkan Cr terhadap lokasi menunjukkan bahwa lokasi 1 dan 3, 1 dan 2 tidak ada perbedaan yang signifikan dalam menentukan kadar Cr, tetapi taraf dalam lokasi tersebut memiliki perbedaan yang signifikan dengan lokasi 4. (Tabel 9) Tabel 9 Uji Duncan Pb, Zn, dan Cr terhadap lokasi Lokasi 1 2 3 4
Rerata Zn
Pb a
1,18 0,70a 1,16a -0,23b
a
5,78 4,69b 5,99a 3,68c
Cr 0,39ab 0,01b 1,03ab -1,10c
Ket : Angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama berbeda nyata pada taraf 5%
Tabel 10 menunjukkan tentang korelasi Pb, Zn, dan Cr. Analisis pada taraf 5 % korelasi antar ketiga logam berat terdapat korelasi yang signifikan antara Pb dengan Cr sebesar 0,746 hal ini disebabkan oleh kedua logam ini memiliki sifat yang sama sebagai unsur non esensial bagi tumbuhan dan memiliki translokasi yang tinggi dari akar ke bagian tanaman lainnya. Korelasi antara Pb dengan Zn dan Zn dengan Cr pada taraf 5% tidak berbeda nyata, hal ini disebabkan sifat dan peranannya yang berbeda pada tanaman dimana logam Zn merupakan logam esensial yang sangat dibutuhkan oleh tanaman dan logam Cr belum diketahui peran dan mekanismenya secara khusus dalam metabolisme. Tabel 10 Nilai korelasi Pb, Zn, dan Cr Logam Berat
r
p
Keterangan
Pb dengan Zn
0.085
0.622
Tidak berbeda nyata
Pb dengan Cr
0,746
0,000*
Berbeda nyata
Zn dengan Cr
0,147
0.392
Tidak berbeda nyata
Ket : *Berbeda nyata pada taraf 5%
34
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kadar Pb, Zn, dan Cr kadar terendah terdapat pada lokasi 4, kadar tertinggi terdapat pada lokasi 3. Pada lokasi padat industri (lokasi 1) kadar Zn pada daun dan kulit akar pada tanaman akasia dan trembesi telah di atas batas kritis (400 ppm). Pada lokasi padat lalulintas (lokasi 2) Pb banyak diserap oleh daun akasia. Pada lokasi padat industri-lalulintas (lokasi 3) Pb dan Zn banyak diserap oleh daun akasia dan daun angsana. Zn pada kulit akar dan daun angsana telah melampaui batas kritis, sedangkan
Cr
banyak diserap oleh daun tanaman akasia. Pada lokasi sepi
industri-lalulintas (lokasi 4) Zn banyak diserap oleh kulit batang angsana Tanaman akasia banyak menyerap Pb sebesar 5,26 ppm, dan trembesi menyerap Zn sebesar 321,3 ppm sedangkan tanaman angsana banyak menyerap Cr sebesar 2,41 ppm. Pada bagian tanaman logam Pb lebih banyak diserap oleh bagian daun sedangkan Zn pada bagian kulit akar. Pada uji parsial Pb, Zn dan Cr terhadap jenis tanaman nilai (p > 0,05) dan terhadap lokasi nilai (p < 0,05). Pada taraf 5% menunjukkan tidak ada korelasi yang signifikan antara ketiga logam berat terhadap jenis tanaman, tetapi memiliki korelasi terhadap lokasi, korelasi antar logam terdapat korelasi positif yang signifikan sebesar 0,746 antara Pb dengan Cr. Saran Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan jenis tanaman dan logam berat lainnya. Kepada pemerintah Kota Batam diharapkan menanam tanaman peneduh sesuai dengan hasil penelitian ini.
35
DAFTAR PUSTAKA Alloway BJ, 1995. Heavy metal in soils. Blackie Academic and Profesional. London. Badan Pengusahaan Kawasan Perdagangan Bebas dan Pelabuhan Bebas Batam, 2010. Pengawasan Perawatan Pohon, Otorita Batam Cekstere G, Osvalde A, 2008. A Study of heavy metal accumulation in street greenery of Riga (Latvia) in relation to trees status. Natural Research, 7-23 Dahlan EN, 1989. Studi Kemampuan Tanaman dalam Menjerap Timbal Emisi dari Kendaraan Bermotor. Fakultas Kehutanan, Pascasarjana IPB. Dahlan EN, 2004. Membangun Kota Kebun Bernuansa Hutan Kota. Bogor: IPB Press Darmono, 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI-Press. Darmono, 2004. Lingkungan Hidup dan Pencemaran. Jakarta: UI-Press. Departemen Kehutanan, 2003. Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Jakarta: Dephut Dinas
Perhubungan, 2009. Sistem Informasi Manajemen Perangkingan Kinerja Ruas Jalan, Kota Batam: Dishub
dan
Analisa
Dinas Perindustrian dan Perdagangan, 2009. Kegiatan Peningkatan Informasi dan Data Base, Kota Batam: Disperindag Flanagan JT, Wade KJ, Curie S, Curtis DJ, 1980. The Deposition of Lead and Zine From Traffic Pollution On two Road Side Shrubs Environment Pulluts (Series B). Forte G, 2005. Calcium, copper, iron, magnesium, silicon and zink content of hair in Parkinson’s disease. J. Trace elements Med Biol 19:195–201. Gamal IME, 2000. Distribution pattern of some heavy metal in soil and plant along El Moukattam Highway, Study and research 518-520. Hidayati RN, 1998. Kemampuan penyerapan Pb oleh tanaman pelindung di kawasan industri Rungkut Surabaya. Tesis. Program Pascasarjana Teknik Lingkungan, ITS. Khopkar SM, 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. A Saptorahardjo, Penerjemah. Jakarta UI Press. Kord B, Mataji A, Babale S, 2010. Pine (Pinus Eldarica medw) needles as indicator for heavy metal pollution, J Environ Sei Tech (7) ; 79-80.
36
Kozak JH, 1993. Air Quality Standars in Indonesia, EMDI Project (30):70 Lahuddin M, 2007. Aspek Unsur Mikro dalam Kesuburan Tanah, Medan: USU press Lakitan B, 2004. Dasar-dasar fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada. Lubis E, Suseno H, 2002. Penyerapan timbal oleh tanaman berakar gantung, Hasil Penelitian Pusat Pengembangan Pengelolaan limbah Radioaktif. Mengel K, Kirby EA, 1987. Principles of Plant Nutrition. New York : International Potash Institute. Ministry of State for Population and Enviromental of Indonesia, and Dalhousie, University Canada 1992, Environmental Management in Indonesia. Report of Soil Quality Standars for Indonesia. Napitupulu M, 2008. Analisis Logam Seng, Cadmium dan Tembaga pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metoda Spektroskopi Serapan Atom. Tesis Program Pascasarjana Kimia, Univ. Sumatra Utara. Nur MA, Adijuwana H, 1989. Teknik Spektroskopi dalam Analisis Biologis. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi PAU Ilmu Hayat Institut Pertanian Bogor. Bogor Palar H. 2004. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta:Rineka cipta. Pirzada H, Ahmadi SS, Rashid A, Shah T, 2009. Multivariate analysis of selected roadside plants (Dalbergia sissoo and cannabis sativa) for lead pollution monitoring. Pak. J. Bot., 41(4): 1729-1736. Priyanto B, Prayitno J. 2004. Fitoremediasi sebagai Sebuah Teknologi Pemulihan Pencemaran Khusus Logam Berat. Melalui http://ltl.bppt.tripod.com/sublab/lflora.htm. (28 Agustus 2007) Putere WM. 2004. Pola hubungan antara volume kendaraan bermotor dengan kadar partikulat, Pb udara dan prediksi kualitas udara di kota Denpasar. Tesis. Program Magister Ilmu Lingkungan, Univ. Udayana. Saryan LA, Zenz C, 1994. Lead and its compounds. New York: Occupational Medicine. Shanker AK, Cervantes C, Loza TH, Avudainayagam S, 2005. Chromium toxicity in plants. Enveiron. Int 31 (5): 739-753
37 Steples GW, Craig R, Elevich, 2006. Spesies Profiles for Pasific Island Agro Foresty (Versi 2.1), http//www/traditionaltree. org. (10 Juni 2007). Sulasmini LK, 2003. Peranan tanaman penghijauan angsana, bungur, dan daun kupu-kupu sebagai penyerap emisi Pb dan debu kendaraan bermotor di jalan Cokroaminoto, Melati, dan Cut Nyak Dien di Kota Denpasar. Ecotrophic 2:1-11 Suyono J, 1995. Deteksi dini penyakit akibat kerja (World Health Organization). Editor : Caroline Wijaya. EGC. Jakarta:Buku Kedokteran. Tandjung, 1989. Amenity Trees in Urban Yogyakarta. Bioma, Fakultas Biologi. Tzalev DL, Zapri ZK. 1995. Atomic Absorpsion Spectrometri in Occupational and Environmental Health. Florida: CRC Press, Inc Verkleij JAC, Golan AG, Antosiewisz DM, Schwitzguebel JP, Schrodere P, 2009. Dualities in plant tolerance to pollutants and their uptake and translocation to the upper plant parts, Env and Exp Botany (67) : 10–22 Wardhana, W. 1995. Dampak pencemaran lingkungan. Andi Offset:Yogyakarta. Yoon JC, Xinde Z, Qixing, Ma LQ, 2006. Accumulation of Pb, Cu, and Zn in Native Plants Growing on a Contaminated Florida Site. Science of the Total Environment: 456-464.
38
39
LAMPIRAN
40
41 Lampiran 1
Foto lokasi pengambilan sampel penelitian
Lokasi 1
Lokasi 2
Lokasi 3
Lokasi 4 Lampiran 2 Foto daun tanaman angsana, akasia, dan trembesi
Angsana P=6,5 cm l=15 cm
Akasia P=3 cm l=14 cm
Trembesi P=2 cm l=4
42 Lampiran 3 Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 1 Kode Sampel A1-1 A1-2 A2-1 A2-2 A3-1 A3-2 A4-1 A4-2 A5-1 A5-2 A6-1 A6-2 A7-1 A7-2 A8-1 A8-2 A9-1 A9-2
Kadar Air (%) 5,82 5,82 5,5 5,5 4,39 4,39 4,37 4,37 8,82 8,82 8,75 8,75 4,22 4,22 9,47 9,47 10,2 10,2
Bobot Basah Pb Cr Zn 6,54 1,72 143,4 6,54 1,76 143,6 1,47 2,52 102,7 1,72 2,82 102,9 1,5 1,38 354,3 1,57 1,46 358,7 3,9 1,33 482,7 3,64 1,22 471,1 1,73 0,3 25,37 1,56 0,3 25,23 3,13 0,77 1064 3,23 0,69 1070,5 4,29 2,75 783,8 4,34 2,6 771,2 3,78 1,61 526 3,54 1,53 519 4,31 2,17 779,7 4,11 2,28 763,2
Bobot Kering Pb Cr Zn 6,95 1,83 152,3 6,95 1,87 152,4 1,55 2,67 108,7 1,82 2,99 108,9 1,57 1,44 370,6 1,64 1,53 375,2 4,08 1,39 504,7 3,81 1,27 492,6 1,9 0,33 27,82 1,71 0,33 27,67 3,43 0,84 1166 3,54 0,76 1173,2 4,48 2,87 818,3 4,53 2,71 805,1 4,17 1,78 581 3,91 1,68 573,3 4,79 2,41 868,2 4,58 2,54 849,9
43 Lampiran 4 Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 2 Kode Sampel B1-1 B1-2 B2-1 B2-2 B3-1 B3-2 B4-1 B4-2 B5-1 B5-2 B6-1 B6-2 B7-1 B7-2 B8-1 B8-2 B9-1 B9-2
Kadar Air (%) 6,51 6,51 7,51 7,51 9,03 9,03 7,03 7,03 6,47 6,47 10,37 10,37 5,44 5,44 7,84 7,84 8,04 8,04
Bobot Basah Pb Cr Zn 5,07 1,5 102,6 4,95 1,49 103,2 2,49 1,22 115 1,26 0,2 113,7 0,35 0,83 217,5 0,92 0,96 220,4 18,11 1,33 57,31 17,31 1,3 57,06 1,38 0,63 86,9 1,32 0,51 85 1,71 0,59 101,6 1,65 0,56 101,1 2,09 0,55 141 2,11 0,47 140,2 0,83 1,09 36,67 0,93 1,02 36,34 0,83 2,33 163,7 0,79 2,38 163,1
Bobot Kering Pb Cr Zn 5,42 1,6 109,7 5,3 1,6 110,4 2,7 1,32 124,3 1,37 0,21 123 0,39 0,91 239,1 1,01 1,06 242,3 19,48 1,43 61,64 18,62 1,4 61,37 1,48 0,67 92,87 1,41 0,54 90,93 1,9 0,66 113,3 1,85 0,62 112,8 2,21 0,58 149,1 2,23 0,5 148,3 0,9 1,18 39,79 1,01 1,11 39,43 0,91 2,53 178 0,86 2,59 177,3
44 Lampiran 5 Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 3 Kode Sampel C1-1 C1-2 C2-1 C2-2 C3-1 C3-2 C4-1 C4-2 C5-1 C5-2 C6-1 C6-2 C7-1 C7-2 C8-1 C8-2 C9-1 C9-2
Kadar Bobot Basah Air (%) Pb Cr Zn 8,65 12,5 7,35 635,1 8,65 12,73 8,69 647,8 9,03 2,59 6,72 169,9 9,03 2,82 6,46 169,3 10,41 2,71 2,3 1170,1 10,41 2,42 2,09 1183,7 5,38 21,82 15,74 160,69 5,38 22,98 14,93 161,89 9,41 2,44 2,86 240,78 9,41 2,54 2,75 239,29 10,47 1,44 1,9 812,46 10,47 1,28 1,92 810,18 6,83 3,48 0,5 287,67 6,83 3,5 0,48 285,56 9,72 0,56 1,1 177,48 9,72 0,49 1,07 180,1 9,09 1,29 0,91 560,05 9,09 1,19 0,89 557,41
Bobot Kering Pb Cr Zn 13,68 8,05 695,3 13,94 9,51 709,1 2,85 7,39 186,8 3,1 7,1 186,1 3,03 2,57 1306,1 2,7 2,33 1321,3 23,06 16,63 169,8 24,28 15,78 171,1 2,69 3,16 265,8 2,81 3,04 264,1 1,61 2,12 907,4 1,43 2,15 904,9 3,73 0,54 308,8 3,76 0,51 306,5 0,62 1,22 196,6 0,54 1,18 199,5 1,42 1 616,1 1,31 0,98 613,2
45 Lampiran 6 Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 4 Kode Sampel D1-1 D1-2 D2-1 D2-2 D3-1 D3-2 D4-1 D4-2 D5-1 D5-2 D6-1 D6-2 D7-1 D7-2 D8-1 D8-2 D9-1 D9-2
Kadar Air (%) 6,3 6,3 6,51 6,51 9,54 9,54 3,86 3,86 4,38 4,38 10,49 10,49 10,61 10,61 10,34 10,34 9,65 9,65
Bobot Basah Pb Cr Zn 1,43 0,39 48,14 1,37 0,45 48 0,52 0,22 64,73 0,67 0,28 63,61 0,72 0,29 68,01 0,62 0,2 65,85 1,57 0,47 18,01 1,65 0,49 17,37 0,38 0,25 19,78 0,45 0,23 18,95 1,21 0,31 80,5 1,37 0,28 80,6 0,84 0,2 36,49 0,73 0,19 35,58 0,35 0,51 8,17 0,4 0,37 8,29 0,49 0,37 64,93 0,39 0,38 65,1
Bobot Kering Pb Cr Zn 1,53 0,41 51,38 1,46 0,48 51,23 0,56 0,24 69,24 0,71 0,3 68,03 0,8 0,32 75,18 0,69 0,22 72,8 1,63 0,49 18,73 1,71 0,51 18,06 0,4 0,27 20,68 0,47 0,24 19,82 1,35 0,35 89,92 1,53 0,31 90,04 0,94 0,22 40,83 0,81 0,21 39,8 0,39 0,56 9,11 0,44 0,41 9,25 0,54 0,41 71,87 0,43 0,42 72,06
