FITOREMEDIASI LAHAN PERTANIAN TERCEMAR LOGAM BERAT KADMIUM DAN TEMBAGA DARI LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL
OLEH: YULIS ANGGUNITA KURNIASIH F14103009
2008 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FITOREMEDIASI LAHAN PERTANIAN TERCEMAR LOGAM BERAT DARI LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL
SKRIPSI
Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
YULIS ANGGUNITA KURNIASIH F14103009
Lahir di Magetan, 26 Juli 1985 Tanggal Kelulusan : __________
Menyetujui,
Dr. Ir. Arief Sabdo Yuwono, MSc. ____________________________ Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Nono Sutrisno Sa’ad, MS ___________________________ Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS ______________________________ Ketua Departemen Teknik Pertanian
Yulis Anggunita Kurniasih. F14103009. Fitoremediasi Lahan Pertanian Tercemar Logam Berat Kadmium Dan Tembaga Dari Limbah Industri Tekstil. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Arief Sabdo Yuwono,MSc. dan Dr. Ir. Nono Sutrisno Sa’ad, MS
RINGKASAN Di daerah Sambungmacan (Sragen) terdapat industri tekstil yang limbah cairnya diduga mempengaruhi kondisi tanah sawah di sekitar industri. Analisis awal menunjukkan tanah sawah di sekitar industri tekstil tersebut mengandung logam berat dengan kadar yang cukup tinggi. Jika kondisi ini dibiarkan maka pencemaran tanah akan terus terjadi. Akibatnya selain bisa menurunkan hasil panen dan kualitas produk pertanian juga menyebabkan dampak negatif bagi ekosistem. Sehubungan dengan adanya kerusakan tanah akibat tingginya kandungan logam berat, maka upaya perbaikan yang dapat dilakukan secara biologi antara lain bioremediasi, fitoremediasi dan penggunaan bahan organik. Dalam penelitian ini yang digunakan adalah teknik fitoremediasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dan kimia dari sampel tanah yang diidentifikasi tercemar logam berat dari limbah industri tekstil serta untuk mengetahui kemampuan penyerapan logam berat oleh berbagai jenis tanaman (yang tidak bisa dimakan dan yang bisa dimakan). Penelitian dilakukan pada bulan Maret s/d Agustus 2007 di greenhouse Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, Jakenan, Pati, Jawa Tengah. Sampel lahan pertanian tercemar limbah industri tekstil (jenis tanah vertisol) diambil dari Desa Karanganyar Kecamatan Sambungmacan, Kabupaten Sragen. Kadar logam berat pada tanah dianalisis sebelum dan setelah perlakuan tanaman (fitoremediasi) dengan alat AAS (Atomic Absorption Spectrometer). Penelitian dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok dengan lima buah perlakuan jenis tanaman fitoremediasi yaitu mendong (Fimbristylis globulosa), eceng gondok (Eichhornia crassipes), sawi (Brassica juncea), bundung (Scirpus sp.) dan padi (Oryza sativa). Setiap perlakuan diulang dalam tiga kelompok atau blok. Analisis data menggunakan program SAS v6.12 (ANOVA, uji Duncan). Tanah sampel yang merupakan jenis tanah vertisol diambil dari lokasi tercemar limbah tekstil, termasuk dalam kondisi tanah tercemar logam berat dengan kadar awal Cu sebesar 31,38 mg/kg dan kadar Cd sebesar 1,18 mg/kg. Perlakuan tanaman fitoremediasi berhasil menurunkan kadar Cd dalam tanah sebesar 36 % oleh eceng gondok, 23 % oleh mendong dan 22 % oleh bundung. Sehingga eceng gondok dan mendong direkomendasikan sebagai tanaman fitoremediasi yang paling efektif. Tanaman yang termasuk komoditi pertanian jenis tanaman pangan (padi dan sawi) terbukti juga menyerap logam berat. Perlakuan tanaman sawi menurunkan kadar Cd sebesar 21 %. Sementara tanaman padi menurunkan sebesar 22 %. Kadar logam berat diserap jauh lebih tinggi pada bagian akar tanaman daripada batang daun (tajuk) tanaman. Dalam penelitian belum terbukti adanya penurunan kadar Cu dalam tanah setelah perlakuan.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Magetan, Jawa Timur pada tanggal 26 Juli 1985. Pada tahun 1991 penulis mulai menempuh pendidikan Taman Kanak-kanak Dharmawanita Desa Ploso, Kendal, Ngawi. Kemudian diteruskan dengan pendidikan Sekolah Dasar di SDN Ploso I, Kendal, Ngawi pada tahun 1992-1998. Pendidikan menengah ditempuh penulis di SLTP Negeri 1 Magetan, Jawa Timur pada tahun 1998-2001. Kemudian pendidikan penulis dilanjutkan di SMU Negeri 1 Magetan, Jawa Timur pada tahun 2001-2003. Semasa sekolah penulis aktif di organisasi Pramuka dan Drum Band. Pada tahun 2003 penulis mulai menempuh pendidikan tinggi di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB), diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama kuliah penulis pernah menjadi anggota Koperasi Mahasiswa (2004), reporter untuk Koran Kampus (2005), wakil ketua IMPATA (Ikatan Mahasiswa Pelajar Alumni Magetan) periode 2006 dan merupakan anggota HIMATETA (Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian). Tugas Praktek Lapang penulis lakukan di PT Saung Mirwan, Bogor dengan Laporan Praktek Lapang berjudul Mempelajari Aspek Keteknikan Pertanian Pada Budidaya Tanaman Krisan Dalam Greenhouse Di PT Saung Mirwan, Megamendung, Bogor, Jawa Barat.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat-Nya sehingga penyusunan Skripsi dengan judul Fitoremediasi Lahan Pertanian Tercemar Logam Berat Dari Limbah Industri Tekstil ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu selesainya skripsi ini : 1. Dr. Ir. Arief Sabdo Yuwono, MSc., selaku Dosen Pembimbing Utama, atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan selama penulisan skripsi. 2. Dr. Ir. Nono Sutrisno Sa’ad, MS., selaku Dosen Pembimbing Kedua atas bimbingan dan kesempatan sehingga penulis bisa melakukan penelitian di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian. 3. Chusnul Arif, STP, MSi., selaku Dosen Penguji atas masukan dan saran yang telah diberikan selama proses perbaikan skripsi. 4. Tim peneliti di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian (Ir. Mulyadi, Pak Woto, Mbak Dewi, Mbak Ratih), terima kasih untuk kerjasamanya selama ini, mohon maaf untuk setiap kesalahan yang pernah penulis lakukan. 5. Tim laboratorium di Balai penelitian Lingkungan Pertanian (Pak Arif, Bu Yulis, Mas Fitra, Mas Slamet, Mita), atas semua bantuan yang telah diberikan selama pelaksanaan penelitian. 6. Rekan-rekan di Jakenan, Pati (Purwono, Mas Yono, Mas Yanto, Mas FunnY, QQ, Mbak Erna) atas semua bantuan, persahabatan dan dukungan semangat yang tidak akan penulis lupakan. 7. Keluarga Suyono di Ngawi (Bapak, Ibu, Adek) atas semua cinta dan kasih sayang. 8. Rekan-rekan penelitian (Yanu, Tyas, Tini, Rika) untuk sebuah perjuangan dan persahabatan yang tak terlupakan. 9. Teman-teman TEP’40 atas kebersamaan yang manis selama kuliah. 10. The IMPATAers, untuk semua kehebohan, kekeluargaan, ke-ndeso-an dan motto ‘abadi’ kita...Bersama Menggapai Cita. 11. Sahabat-sahabat penulis (Risa, Pury, Dina, Lika, Alin, Chacha, Erfan, Nunus) untuk sebuah ungkapan ‘Friends indeed are friends in need’.
v
12. Rahma Ruly Maharatri (alm.) untuk semua kenangan manis yang pernah terlewati bersama, we will always remember you. Penulis berharap semoga karya kecil ini bisa bermanfaat bagi yang memerlukan. Banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini sangat disadari oleh penulis sehingga saran dan kritik yang membangun akan disambut dengan baik. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih.
Bogor, Maret 2008
Penulis
vi
DAFTAR ISI
Judul ......................................................................................................................... i Halaman pengesahan............................................................................................... ii Kata pengantar .........................................................................................................v Daftar isi................................................................................................................ vii Daftar gambar....................................................................................................... viii Daftar tabel............................................................................................................. ix Daftar lampiran ........................................................................................................x I. PENDAHULUAN A. Latar belakang .................................................................................................1 B. Tujuan penelitian .............................................................................................2 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pencemaran lingkungan ..................................................................................3 B. Limbah industri tekstil.....................................................................................4 C. Logam berat.....................................................................................................5 D. Logam berat dalam tanah ................................................................................7 E. Serapan tanaman terhadap logam berat ...........................................................9 F. Fitoremediasi .................................................................................................11 G. Deskripsi tanaman .........................................................................................15 III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan waktu penelitian ........................................................................17 B. Bahan dan alat ...............................................................................................17 C. Tahap pelaksanaan penelitian........................................................................18 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik tanah di lokasi tercemar...........................................................23 B. Logam berat Kadmium (Cd) setelah fitoremediasi .......................................27 C. Logam berat Tembaga (Cu) setelah fitoremediasi ........................................31 D. Translokasi logam berat (Aspek fisiologi tanaman) .....................................34 V. KESIMPULAN DAN SARAN.........................................................................38 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................39 LAMPIRAN...........................................................................................................42
vii
DAFTAR GAMBAR
No.
Teks
Halaman
1. Hubungan antara pH tanah dan kadar logam yang terkandung .........................9 2. Beberapa proses dalam fitoremediasi...............................................................13 3. Diagram alir pelaksanaan penelitian ................................................................22 4. Lokasi pengambilan sampel tanah tercemar logam berat ................................23 5. Air irigasi terkontaminasi logam berat.............................................................24 6. Grafik perbandingan kadar Cd tanah awal dan setelah 2 bulan .......................27 7. Grafik perbandingan kadar Cd dalam tanaman setelah 2 bulan.......................29 8. Grafik perbandingan kadar Cu tanah awal dan setelah 2 bulan .......................31 9. Grafik perbandingan kadar Cu dalam tanaman setelah 2 bulan.......................33 10. Penampang melintang jalur pergerakan air dalam jaringan akar ....................36
viii
DAFTAR TABEL
No.
Teks
Halaman
1. Jenis logam pada zat warna................................................................................5 2. Sifat fisik dan kimia tanah................................................................................25 3. Hasil uji Duncan kadar Cd dalam tanah...........................................................28 4. Hasil uji Duncan kadar Cd dalam tanaman......................................................30 5. Hasil uji Duncan kadar Cu dalam tanah...........................................................32 6. Hasil uji Duncan kadar Cu dalam tanaman......................................................34
ix
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Teks
Halaman
1. Batas kritis unsur logam berat (Cd dan Cu) dalam tanah dan tanaman ...........43 2. Hasil analisis kadar logam berat dalam tanah setelah 2 bulan .........................44 3. Hasil analisis kadar logam berat dalam akar tanaman setelah 2 bulan ............45 4. Hasil analisis kadar logam berat dalam tajuk tanaman setelah 2 bulan ...........46 5. Data pertumbuhan tanaman..............................................................................47 6. Data iklim.........................................................................................................48 7. Prosedur persiapan sampel tanah dan tanaman................................................51 8. Prosedur penetapan unsur logam berat pada tanah dan tanaman.....................52 9. Peta lokasi pengambilan sampel tanah tercemar..............................................54 10. Klasifikasi tanaman perlakuan ........................................................................55 10. Alat AAS dan proses destruksi sampel ............................................................57 11. Tanaman perlakuan fitoremediasi ...................................................................58 13. Akar tanaman perlakuan ..................................................................................59 12. Kondisi dalam dan luar greenhouse................................................................60
x
