PEMANFAATAN MIKROALGA Chlorella sp. SEBAGAI BIOREMEDIATOR LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DARI LUMPUR LAPINDO SIDOARJO
SKRIPSI Oleh :
RIFTIN MAZIDAH NIM. 10620106
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG 2014
PEMANFAATAN MIKROALGA Chlorella sp. SEBAGAI BIOREMEDIATOR LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DARI LUMPUR LAPINDO SIDOARJO
SKRIPSI
Diajukan Kepada: Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)
Oleh :
RIFTIN MAZIDAH NIM. 10620106
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG 2014
MOTTO
“Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar “(Qs. Al-Baqarah/2:153).
PERSEMBAHAN
Kupersembahkan skripsi ini untuk: Ayahanda Mutefi dan ibunda Mustainah yang tiada henti memberi do’a dan motivasi, Serta terimakasihku kepada saudara-saudaraku (Saiful Kholik, Rahman, Saikul Akhlak dan adikku Nailul Muflihah) yang telah menjadi penopang langkahku selama ini…
Yang takkan terlupa… Terimakasih teman-temanQ (Bagus Setiawan dan Siti Mar’atus Sholihah) atas dukungan dan pengorbanan yang sangat berharga bagiku
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb. Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan studi sekaligus tugas akhir/skripsi ini dengan baik di Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Selanjutnya ucapan terima kasih seiring do’a dan harapan
Jazakumullah
Ahsanal jaza’ penulis haturkan kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih ini penulis sampaikan kepada: 1. Prof. Dr. H. Mudjia Rahardjo, M.Si selaku Rektor Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. 2. Dr. drh. Hj. Bayyinatul Muchtaromah, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. 3. Dr. Evika Sandi Savitri, M.P selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. 4. Dr. Hj. Ulfa Utami, M.Si selaku Dosen Pembimbing I tugas akhir/skripsi, yang telah banyak memberikan pengarahan dan pengalaman yang berharga. 5. Dr. H. Ahmad Barizi, M.A selaku Dosen Pembimbing Agama tugas akhir/skripsi, yang telah banyak memberikan pengarahan tentang integrasi sains dan agama islam.
viii
6. Kholifah Holil, M.Si selaku Dosen Wali yang senantiasa memberikan pengarahan selama penulis menempuh kuliah. 7. Segenap sivitas akademika Jurusan Biologi, terutama seluruh dosen, terima kasih atas segenap ilmu dan bimbingannya. 8. Kedua orang tua penulis Bapak Mutefi dan Ibu Mustainah yang senantiasa memberikan kasih sayang, do’a, dukungan dan dorongan semangat kepada penulis selama ini. 9. Teman-teman terbaik penulis Bagus Setiawan dan Siti Mar’atus Sholihah yang berkenan membantu penelitian penulis selama ini, serta seluruh teman-teman biologi angkatan 2010 yang berjuang bersama-sama untuk mencapai kesuksesan. 10. Semua pihak yang ikut membantu dalam menyelesaikan tugas akhir/skripsi ini baik berupa materiil maupun moril. Penulis berharap semoga tugas akhir/skripsi ini bisa memberikan manfaat kepada para pembaaca khususnya bagi penulis secara pribadi. Amin Ya Rabbal Alamin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, September 2014
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGAJUAN HALAMAN PERSETUJUAN HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN HALAMAN MOTO HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii DAFTAR ISI .......................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii ABSTRAK .......................................................................................................... xiv ABSTRACT ......................................................................................................... xv الملخص................................................................................................................... xvi BAB I ...................................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 8 1.3 Hipotesa Penelitian ................................................................................. 9 1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................... 9 1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 9 1.6 Batasan Masalah .................................................................................... 10 BAB II .................................................................................................................. 11 2.1 Ekologi dalam Islam .............................................................................. 11 2.1.1 Pentingnya Menjaga Kelestarian Lingkungan .......................... 12 2.1.2 Konsep Kembali Ke Alam ........................................................ 15 2.2 Lingkungan Perairan .............................................................................. 17 2.3 Peristiwa Lumpur Lapindo ................................................................... 18 2.4 Logam Berat ......................................................................................... 20 2.4.1 Pengertian Logam Berat ........................................................... 20 2.4.2 Logam Timbal (Pb) ................................................................... 20 2.4.3 Sifat Timbal (Pb) ...................................................................... 21 2.4.4 Toksisitas Logam Berat ............................................................ 22 2.5 Baku Mutu Air ...................................................................................... 23 2.6 Pencemaran Lingkungan Perairan ........................................................ 24 2.7 Bioremidiasi Logam Berat.................................................................... 25 2.8 Chlorella sp. ......................................................................................... 27 x
2.8.1 Struktur Morfologi Chlorella sp. .............................................. 27 2.8.2 Klasifikasi Chlorella sp. ........................................................... 28 2.8.3 Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Chlorella sp. ......... 29 2.8.4 Fase Pertumbuhan Mikroalga Chlorella sp. ............................. 30 2.8.5 Adsorpsi Logam Berat oleh Chlorella sp. ................................ 31 2.9 Spektrofotometer Serapan Atom ........................................................... 32 BAB III ................................................................................................................. 34 3.1 Jenis dan Rancangan Penelitian ............................................................. 34 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................ 35 3.3 Lokasi Pengambilan Sampel.................................................................. 35 3.4 Variabel Penelitian................................................................................. 36 3.5 Alat dan Bahan ...................................................................................... 36 3.5.1 Alat ............................................................................................ 36 3.5.2 Bahan ......................................................................................... 36 3.6 Prosedur Penelitian ................................................................................ 37 3.6.1 Pengambilan Sampel Lumpur Lapindo ..................................... 37 3.6.2 Pembuatan Media Ekstrak Tauge (MET) Chlorella sp............. 37 3.6.3 Pembiakan Chlorella sp. ........................................................... 38 3.6.4. Penginokulasian Chlorella sp. Ke Media Lumpur Lapindo .... 38 3.6.5 Penghitungan Populasi Chlorella sp. ........................................ 39 3.6.6 Analisa Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS) .............. 40 3.7 Analisa Data........................................................................................... 41 3.7.1 Perhitungan Efisiensi Penyerapan Logam................................. 41 3.7.2 Hasil Analisa Kadar Pb ............................................................. 42 BAB IV ................................................................................................................. 43 4.1 Kurva Pertumbuhan Chlorella sp. pada Media Lumpur Lapindo ......... 43 4.2 Efisiensi Penyerapan Logam Pb dari Lumpur oleh Chlorella sp. ......... 49 4.3 Kajian Keislaman Tentang Pelestarian Lingkungan.............................. 54 4.3.1 Lingkungan dalam Perspektif Islam .......................................... 54 4.3.2 Pelestarian Lingkungan dalam Perspektif Islam ....................... 57 4.3.3 Pemulihan Lingkungan dalam Perspektif Islam ....................... 58 BAB V................................................................................................................... 61 5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 61 5.2 Saran ...................................................................................................... 61 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 62 Lampiran 1. Hasil Penghitungan Pertumbuhan Populasi Chlorella sp. ........ 68 Lampiran 2. Hasil Penyerapan Pb dari Lumpur Lapimdo oleh Chlorella sp.74 Lampiran 3. Perhitungan Kurva Standart Pb. ............................................... 76 Lampiran 4. Foto Dokumentasi ......................................................................... 78 xi
DAFTAR GAMBAR 2.3 Semburan Lumpur Panas Lapindo…………………………………………… 18 2.8 Struktur Morfologi dan Koloni Chlorella sp…………………………………. 27 3.3 Peta Lokasi Sampling Lumpur Lapindo……………………………………… 35 4.1 Pertumbuhan Chlorella sp. 400 ml. pada Media Lumpur Lapindo ………….. 43 4.2 Pertumbuhan Chlorella sp. 600 ml. pada Media Lumpur Lapindo…………... 46 4.3 Pertumbuhan Chlorella sp. 800 ml. pada Media Lumpur Lapindo…………... 47
xii
DAFTAR TABEL 2.5 Baku Mutu Kualitas Air DAS Berdasarkan PP. No.82 Tahun 2001……….. 24 3.1 Rancangan Penelitian………………………………………………………. 34 4.3 Hasil Penyerapan Pb. pada Lumpur Lapindo oleh Chlorella sp…………… 50
xiii
ABSTRAK
Mazidah, Riftin. 2014. Pemanfaatan Mikroalga Chlorella sp. Sebagai Bioremediator Logam Berat Timbal (Pb) Dari Lumpur Lapindo Sidoarjo. Tugas Akhir/Skripsi Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Pembimbing: (I) Dr.Hj.Ulfa Utami, M.Si. (II) Dr.H.Ahmad Barizi, M.A Kata kunci: Chlorella sp., bioremediator, logam Pb, Lumpur Lapindo Sidoarjo Pembuangan Lumpur Lapindo Sidoarajo ke badan air (laut) menyebabkan kerusakan ekosistem perairan tersebut. Kandungan logam Pb pada Lumpur Lapindo Sidoarjo telah mencapai ambang batas, telah mengakibatkan kematian beberapa jenis biota perairan yang ada pada laut tersebut. Salah satu jenis mikroalga yang dapat dijadikan sebagai bioremediator logam Pb adalah Chlorella sp. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan Chlorella sp. pada media Lumpur Lapindo dan mengetahui volume penambahan serta waktu kontak yang optimal dari Chlorella sp. dalam menyerap logam Pb pada Lumpur Lapindo. Penelitian ini bersifat eksperimental, menggunakan metode deskriptif kuantitatif melalui RAL faktorial yang terdiri atas dua macam perlakuan variasi volume penambahan Chlorella sp. (kontrol, 400 ml., 600 ml., dan 800 ml.) dan waktu kontak (0, 7 dan 14 hari) dan empat kali ulangan untuk tiap perlakuan. Analisa kadar Pb menggunakan metode spektrofotometri. Analisis data dengan menghitung konsentrasi logam Pb terserap menggunakan metode Langmuir kemudian data hasil analisa kadar Pb akhir dibandingkan dengan baku mutu kualitas air DAS (Daerah Aliran Sungai) berdasarkan Peraturan Pemerintah No.82 Tahun 2001 yaitu sebesar 0,03 ppm. Pengambilan sampel pada bak penampungan pipa pembuangan saluran ketiga. Pembiakan Chlorella sp. dilakukan dengan pembuatan Media Ekstrak Tauge dilanjutkan proses bioremediasi dengan menginokulasian Chlorella sp. media pada Lumpur Lapindo dan dihitung kepadatan jumlah sel menggunakan mikroskop. Hasil penelitian menunjukkan Pertumbuhan Chlorella sp. pada media lumpur Lapindo Sidoarjo mengalami kenaikan populasi sampai hari ke-6. Volume penambahan dan waktu kontak yang optimal dari Chlorella sp. untuk menyerap logam berat timbal (Pb) dari lumpur Lapindo Sidoarjo adalah 400 ml. selama 14 hari yaitu sebesar 68,62%.
xiv
ABSTRACT Mazidah, Riftin. 2014. Utilization of Microalgae Chlorella sp. as Bioremediator Heavy Metal Lead (Pb) from Sidoarjo mudflow. Final Project / Minorthesis Department of Biology, Faculty of Science and Technology, Maulana Malik Ibrahim State Islamic University of Malang. Supervisor: (I) Dr.Hj.Ulfa Utami, M.Sc. (II) Dr.H.Ahmad Barizi, M.A Keywords: Chlorella sp., Bioremediator, Pb, Sidoarjo mudflow Effluent Lapindo Mud of Sidoarajo into a water (sea) causing damage to the aquatic ecosystem. The content of Pb on Sidoarjo mudflow has reached the threshold; the result is the death of several types of aquatic biota that exist in the sea. One type of microalgae that can be used as bioremediator Pb is Chlorella sp. The objectives of the study is to determine the growth of Chlorella sp. in the Lapindo Mud and to know the volume of mudflow and the addition of optimal contact time of Chlorella sp. to absorb Pb on mudflow. This study is experimental, using quantitative descriptive method through CRD factorial consisting of two kinds of treatment volume variations adding Chlorella sp. (control, 400 ml., 600 ml., and 800 ml.) and contact time (0, 7 and 14 days) and four replications for each treatment. The analysis of Pb concentration is using spectrophotometric method. Analysis of the data by calculating the concentration of Pb absorbed using the Langmuir method of data analysis results then the final Pb levels compared with water quality standards watershed (Watershed) based on Government Regulation No.82 of 2001 in the amount of 0.03 ppm. Taking the sample is at the tank discharge third channel of the pipe. Culturing Chlorella sp. done by making Sprouts Extract Media bioremediation process followed by menginokulasian Chlorella sp. media on Lapindo mud density and number of cells counted using a microscope. The results of the study showed growth of Chlorella sp. Lapindo mudflow in Sidoarjo medium population increased until day 6. Volume and the addition of optimal contact time of Chlorella sp. to absorb the heavy metals lead (Pb) from Lapindo Sidoarjo mud was 400 ml. for 14 days in the amount of 68.62%.
xv
الملخص مزيدة.رفتين٤١٠٢ .االستفادة من الطحالب طحلب .كما بيوريميدياسي المعادن الثقيلة (الرصاص) الرصاص من التدفقات الطينية ال فيندو سيدورجوز .قسم األحياء ،كلية العلوم والتكنولوجيا في جامعة والية اإلسالمية موالنا مالك إبراهيم ماالنج .المشرف البيولوجيا اولفة يوتامي ،ماجستير .المشرف الدين:احمد بارزي ماجستير الكلمات الرئيسية :طحلب ،بيوريميدياسي ،والرصاص ،سيدوارجو التدفقات الطينية ابيندو الطين التخلص إلى سيدورجوز الجسم من الماء (البحر) تسبب ضررا على النظام البيئي المائي .محتوى الرصاص على سيدوارجو التدفقات الطينية قد وصل إلى عتبة ،أدت إلى وفاة عدة أنواع من النباتات والحيوانات المائية الموجودة في البحر .نوع واحد من الطحالب التي يمكن أن تستخدم بيوريميدياسي الرصاص هو طحلب .وتهدف هذه الدراسة إلى تحديد نمو طحلب .وسائل اإلعالم ومعرفة حجم التدفقات الطينية وإضافة وقت االتصال األمثل للشلوريال.في تمتص الرصاص على التدفقات الطينية . هذه الدراسة التجريبية ،وذلك باستخدام المنهج الوصفي الكمي من خالل مضروب CRDتتكون من نوعين من االختالفات حجم المعاملة مضيفا طحلب( .التحكم 044 ،مل 044 ،مل 044 ،مل و ).ووقت االتصال ( 4و 7و 40 يوما) وأربعة مكررات لكل معاملة .تحليل تركيز الرصاص باستخدام طريقة الطيفي .تحليل البيانات عن طريق حساب تركيز الرصاص إمتصت باستخدام طريقة انجميور نتائج تحليل البيانات ثم مستويات الرصاص النهائية بالمقارنة مع معايير جودة المياه مستجمعات المياه (مستجمعات المياه) على أساس حكومة الالئحة No.82لعام 1444وقدرها 4040 جزء ف ي المليون .أخذ العينات في خزان تصريف أنابيب القناة الثالثة .زراعة طحلب .القيام بجعل براعم استخراج عملية المعالجة البيولوجية وسائل اإلعالم تليها ادخل طحلب .وسائل اإلعالم على ابيندو كثافة الطين وعدد الخاليا أحصت باستخدام المجهر . أظهرت النتائج نمو طحلب .زاد ابيندو التدفقات الطينية في سيدوارجو سكان المتوسطة حتى يوم 0مزان اإلضافات ووقت االتصال األمثل للطحلب .المتصاص المعادن الثقيلة الرصاص (الرصاص) من ابيندو سيدوارجو الطين كان 044مل .لمدة 40يوما في مبلغ 68,62%.
xvi
