LEMBAR PENGESAHAN Jurnal Yang Berjudul: Potensi Tanaman Mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq) Sebagai Fitoremediasi Logam Timbal (Pb)
Oleh WIWIN LAHILA 441 410 021 Telah Diperiksa Dan Disetujui Untuk Diuji Pada Ujian Sarjana
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Mangara Sihaloho, M.Pd NIP: 19660812 199303 1 007
Rakhmawaty Ahmad Asui, S.Pd M.Si NIP: 19820227 200812 2 002
Mengetahui : Ketua Jurusan Pendidikan Kimia
Drs. Mardjan Paputungan, M.Si NIP: 19600215 198803 1 001
1
POTENSI TANAMAN MAHONI (Swietenia mahagoni (L) Jacq) SEBAGAI FITOREMEDIASI LOGAM TIMBAL (PB)
Wiwin Lahila, Mangara Sihaloho dan Rahkmawaty Ahmad Asui Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Matematika dan IPA, Universitass Negeri Gorontalo ABSTRAK:Gas buang bahan bakar yang menggunakan zat aditif pada bidang transportasi merupakan konstribusi terbesar penyebab pencemaran udara. Di kota Gorontalo pencemaran udara cukup tinggi, yakni pada jalan Nani Wartabone dan jalan Agussalim. Kondisi udara yang tercemar dapat direduksi menggunakan tanaman mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq). Pengukuran konsentrasi logam timbal (Pb) pada daun tanaman ini menggunakan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Hasil penelitian ini menunjukan bahwa konsentrasi logam timbal (Pb) di titik jalan Nani Wartabone rata-rata adalah: 2,158 µg/g dan di titik jalan Agus salim rata-rata 2,515 µg/g. Hasil pengukuran ini menunjukan bahwa tanaman mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq) memiliki potensi dalam mereduksi logam timbal (Pb) di udara. Kata Kunci :Pencemaran Udara, Fitoremediasi, Logam Timbal Pb, Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
1
Wiwin Lahila” Nim : 441 410 021”Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Matematika dan IPA, Pembimbing I Drs.Mangara Sihaloho M,Pd Pembimbing II Rakhmawaty Ahmad Asui S.Pd M.Si 1
Menurut Setiawan (2009), pencemaran udara terjadi apabila udara di atmosfer dicampuri dengan zat atau radiasi yang berpengaruh buruk terhadap orga nisme hidup dan jumlah pengotoran ini cukup banyak, sehingga tidak dapat diabs orbsi atau dihilangkan. Hal ini dapat terjadi pada daerah-daerah yang memiliki tingkat aktivitas manusianya tinggi. Seperti aktivitas di beberapakotaindustrimenyebabkan terjadinya pencemaran udara yang signifikan sangat tinggi. Di Kota Gorontalo pencemaran udara cukup tinggi, umumnya bersumber dari aktivitas transportasi. Lalu lintas di beberapa titik yang kondisinya cukup padat diperkirakan memberikan kontribusi pencemaran udara di lingkungan tersebut. Udara merupakan suatu sistem fase multi kompleks padatan dan partikelpartikel cair pada tekanan uap rendah, ukuran partikelnya antara 0.01-100 µm. Uns2ur logam berat dapat tersuspensi dalam sistem partikulat yang berukuran 10 µm di udara dan menyebabkan partikulat ini mudah terhirup oleh sistem pernafasan bahkan mampu masuk melewat permukaan kulit dan mata, dan terserap oleh daun tumbuhan. Salah satu penyebab pencemaran udara adalah logam Pb yang diakibatkan oleh emisi gas buang bahan bakar yang mengunakan Pb sebagai bahan aditif. Emisi Pb merupakan hasil samping pembakaran yang terjadi di dalam mesin kenderaan yang berasal dari tetrametil-Pb dan tetraetil-Pb. Senyawa seperti tetrametil-Pb dan tetraetil-Pb merupakan senyawa yang penting karena banyak digunakan sebagai zat aditif pada bahan bakar bensin dalam upaya meningkatkan angka oktan. Kedua senyawa ini ditambahkan dalam bahan bakar kendaraan bermotor, berfungsi sebagai anti knock atau anti letup pada mesin kendaraan. Masuknya Pb dalam peristiwa pembakaran pada mesin akan menyebabkan jumlah Pb yang dibuang ke udara melalui asap buangan kendaraan menjadi sangat tinggi. Berdasarkan perkiraaan sekitar 80–90% Pb di udara berasal dari pembakaran bensin dan tidak sama antara satu tempat dengan tempat lainnya karena tergantung dari kepadatan kendaraan bermotor (Setiawan, 2009). Senyawa tetrametil-Pb dan tetraetil-Pb dapat terserap oleh kulit 30-50%, karena senyawa tersebut dapat larut dalam minyak dan lemak. Sedangkan dalam udara tetraetil-Pb terurai dengan cepat karena adanya sinar matahari membentuk trietil-Pb, dietil-Pb dan monoetil-Pb. Kedua senyawa dan turunannya ini dapat memberikan dampak negatif terhadap kesehatan manusia apabila terpapar. Seperti menurunkan kecerdasan, menganggu sistem pencernaan, menganggu sistem saraf, menurunkan fertilitas dan meningkatkan aborsi spontan. Untuk menghilangkan emisi logam timbal (Pb) di udara yang berasal dari kendaraan bermotor maka harus mengganti semua bahan bakar dengan bahan bakar bebas timbal. Hal ini perlu diupayakan mengingat besarnya dampak yang ditimbulkan Pb terhadap manusia. Selain dengan mengganti semua bahan bakar bebas timbal, ada cara lain yang dapat digunakan untuk mereduksi Pb di udara yaitu dengan menggunakan tanaman sebagai fitoremediasi yang menyatakan bahwa tanaman dapat dikatakan sebagai agen fitoremediasi untuk pereduksi
polusi timbal di udara bila mampu menyerap Pb namun tidak menunjukkan gejala kerusakan yang signifikan (Sembiring 2006). Umumnya tanaman yang menjadi pilihan sebagai agen fitoremediasi adalah tanaman mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq), ketapang (Ficus lyrata), kersen (Muntingia calabura L.) karena merupakan tanaman pelindung tahunan yang juga berfungsi sebagai hutan kota atau sebagai ruang terbuka hijau untuk menekan polusi. Di Kota Gorontalo ada beberapa titik yang lalu lintasnya cukup padat yaitu di Jalan Nani Wartabone dan Jalan Agus Salim yang disepanjang ruas jalannya di tanami tanaman mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq). Kandungan logam Pb pada daun mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq) secara keseluruhan masih dibawah ambang batas toksisitas yang di tetapkan yaitu 1000 µg/g. Menurut Fakuara mengindikasikan bahwa tanaman ini berpotensi untuk menurunkan kadar logam timbal (Pb) di udara. METODE PENELITIAN Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pendidikan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas NegeriGorontalo (UNG). Alat dan Bahan Alat Alat yang di gunakan dalam penelitian ini adalah perlatan gelas kimia, gelas ukur, pipet tetes, spatula, eksikator, botol vial, cawan perselin, penanas, labu ukur,furnace, oven, SSA (Spektrofotometer Serapan Atom). Bahan Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq) yang berada di ruas Jalan Nani Wartabone (Taruna) dengan enam titik pengambilan sampel dan di Jalan Agus Salim Kota Gorontalo terdapat lima titik sampel. Bahan lain yang digunakan yaitu Aquades, HNO3, dan Pb(NO3)2 Prosedur kerja Pengambilan Sampel Daun Sampel yang di gunakan adalah daun tanaman mahoni(Swietenia mahagoni (L) Jacq)) yang di ambil dari daerah yang padat lalu lintasnya, yaitu pada Jln. Nani Wartabone (Taruna) dan Jln. Agus Salim kota Gorontalo. Di jalan nani wartabone (taruna) terdapat enam titik sampel dan di jalan Agus Salim terdapat lima titik sampel, dari kedua ruas jalan tersebut setiap pohon yang diambil daunnya dianalisis. Anak daun yang diambil adalah yang terletak pada lapisan tajuk paling bawah karena pada bagian tersebut paling dekat dengan sumber emisi. selain itu daun diambil dari cabang yang dekat pada batang utama dan berwarna hijau tua. Pada saat pengambilan sampel, segera mungkin disimpan dalam kantung-kantung plastik yang bersih dan direkatkan. Tujuannya agar sampel bebas dari kontaminan yang ada di udara bebas, sehingga tidak mempengaruhi pengukuran.
Destruksi Sampel Sampel yang baru diambil dari lokasi penelitian di destruksi. Menurut Sembiring (2006) preparasi sampel dilakukan berdasarkan prosedur berikut 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Daun mahoni dimasukkan kedalam oven pada suhu 70 oC selama 4 hari. Sampel tersebut kemudian dikalsinasisampai berubah menjadi abu yang berwarna putih pada suhu 600 oC. Kemudian masing-masing sampel diambil 0,5 gram dan dimasukkan kedalam gelas kimia, kemudian ditambahkan 10 mL asam nitrat pekat HNO3 65%. Dipanskan di atas penangas air pada suhu 100 oC sampai bening dan diberi larutan HNO3 hampir kering (seperti bubur). Hasil dekstruksi di masukkan ke labu ukur 25 ml dan ditambahkan aquades sampai tanda batas. Larutan sampel siap diuji dengan menggunakan SSA, tetapi setelah dilakukan pengukuran larutan baku kerja untuk memperoleh kurva kalibrasi.
Pembuatan Larutan Induk Larutan baku induk Pb yaitu 1000 ppm kemudian di buat dengan cara melarutkan 1 gram padatan Pb(NO3)2 dan dimasukkan kedalam gelas kimia, dan ditambahkan dengan HNO3 10 mL sambil diaduk-aduk sampai rata kemudian ditambahkan dengan aquadest sampai tanda batas sehingga konsentrasinya menjadi 1000 ppm. Pembuatan Larutan Baku Kerja Untuk Kurva Kalibrasi Untuk pembuatan kurva larutan standar yang diperoleh dari larutan induk yaitu 1000 ppm kemudian di pipet 10 mL dan dimasukkan kedalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan aquadest sampai tanda batas sehingga konsentrasinya menjadi 100 ppm. Dan dimasukkan kedalam 25 ml masing-masing yaitu 0,25 mL, 0,75mL, 1,25 mL, 1,75 mL, dan 2,25mL kemudian ditambahkan aquadest sampai tanda batas dan dikocok sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,1 ppm, 0,3 ppm, 0,5 ppm, 0,7 ppm dan 0,9 ppm. Kemudian pada masing-masing konsentrasi tersebut diukur serapannya dengan menggunakan alat SpektrofotoSpektrofotometer Serapan Aton (SSA) pada panjang gelombang 283,3 nm kemudian serapan yang diperoleh diplot ke dalam kurva kalibrasi. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Penelitian ini bertujuan untuk melihat seberapa besar penyerapan logam timbal (Pb) di udara melalui pemanfaatan tumbuhan, dalam penelitian ini menggunakan tumbuhan mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq) Tumbuhan ini diambil dari dua ruasjalan yang berbeda tingkat kepadatan lalu lintasnya, yaitu di jalan Nani Wartabone (Taruna) dengan 6 titikdan Di Jalan Agus Salim kota Gorontalodengan 5 titikpengambilansampel. Dekstruksi Sampel Pada penelitian ini suhu pemanasan antara600oC, suhu ini dinaikkan secara perlahan-lahan sampai konstan dan ditahan selama tujuh jam. Proses ini perlu
diperhatikan, karena pada saat suhu dan waktu tersebut terjadi reaksi pemutusan ikatan organik-logam menjadi logam bebas. Hai ini perlu dicapai untuk keberhasilan analisis kadar logam mengunakan alat Spektriofotometer Serapan Atom(Kealey, D. dan Haines, P.J. 2002). Tahap pertama yang dilakukan pada proses destruksi adalah pengeringan sampel. Sampel daun mahoni yang diambil sebanyak 25 gram per pohon. Pohon yang dijadikan sampel berjumlah 11 pohon sehingga total daun yang di keringkan dalan oven 275 gram. Proses pengeringan dilakukan di dalam oven pada suhu 70 o C selama 4 hari, sampai kondisi sampel mengering. Hal ini berarti sampel bebas dari air dan senyawa-senyawa organik yang mudah menguap. Selanjutnya sampel yang sudah kering, dihaluskan sampai ukuran partikelnya 200 mesh. Tujuannya untuk memperbesar kontak reaksi suhu dan larutan pereaksi. Sampel ini dimasukkan ke dalam furnace untuk proses pengabuan. Proses pengabuan dilakukan pada suhu 600oC selama tujuh jam hingga sampel menjadi abu yang berwarna putih. Untuk mengkonstankan sampel sebelum digunakan, maka perlu dimasukkan dalam eksikator. Dari 11 sampel yang diberikan perlakuan tersebut, masingmasing diambil sebanyak 0.5 gram dan di tambahkan HNO3 pekat. Tujuannya untuk melarutkan logam yang ada dalam sampel. Setelah proses pelarutan logam selesai, sampel ini di kalsinasi pada suhu 100°C selama satu jam, tujuannya agar logam dalam sampel lebih mudah membentuk partikulat dalam gradien yang sama sehingga lebih mudah untuk dianalisis. Selain itu pada proses kalsinasi ini larutan sampel diuapkan agar lebih kental membentuk bubur yang berwarna bening. Setelah proses kalsinasi selesai, sampel ditambahkan asam nitrat dan diencerkan sampai 25 mL Sampel ini siap untuk dianalisis lebih lanjut menggunakan alat Spektrofotometer Serapan Atom. Pembuatan Kurva Kalibrasi dan Penentuan Persamaan Regresi Kurva kalibrasi diperoleh dari hasil serapan larutan standar terhadap konsentrasi yang sudah ditentukan sehingga dari kurva ini akan diperoleh persamaan regresinya. Pembuatan kurva kalibrasi diawali dengan pembuatan larutan standar Timbal (Pb). Bertujuan sebagai standar dan untuk mengukur tingkat ketelitian data, dilakukan pengenceran dari larutan induk timbal (Pb) dengan teliti dan hati-hati, agar kesalahan dalam pengenceran relatif kecil.
adsorbansi
0.600
Kurva Kalibrasi y = 0,597x + 0,009 R² = 0,998
0.400 0.200 0.000 0.000
0.500
1.000
Kosentrasi
Gambar 2 Kurva kalibrasi Logam Timbal (Pb)
Dari kurva kalibrasi pada Gambar 2 diatas, akan diperoleh persamaan regresi y = 0.597x + 0.009 dengan koefisien korelasi (r) adalah 0.998.Harga koefisien korelasi menunjukan bahwa variasi konsentrasi terhadap serapan mempunyaihubungan yang erat, yaitu semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi pula absorbansi. Hasil Pengukuran Dalam Sampel Kering. pada daun mahoni (Swietenia mahagoni (L) Jacq) yang terdapat di Jalan Nani Wartabone terbaca pada kisaran 0.037 ppm sampai 0.050 ppm. Sedangkan penyerapan logam timbal (Pb) pada daun mahoni di Jalan Agus Salim berada pada kisaran 0.045 ppm sampai 0.060 ppm. Hasil pengukuran ini memperlihatkan bahwa tumbuhan mahoni terutama daun tumbuhannya memiliki kemampuan sebagai penyerap logam timbal di udara. Tabel 1Kandungan sebenarnya logam timbal (Pb) dalam sampel (tanaman Mahoni) kering di Jalan Nani Wartabone Kota Gorontalo Sampel
A1 A2
Konsentrasi yang terbaca oleh alat (mg/L) 0,045 0,044
Konsentrasi sebenarnya (µg/g) 2,250 2,200
Rata-rata (µg/g)
B1 B2
0,037 0,037
1,850 1,850
1,850
C1 C2
0,037 0,037
1,850 1,850
1,850
D1 D2
0,044 0,044
2,200 2,200
2,200
E1 E2
0,050 0,050
2,500 2,500
2,500
F1 F2
0,045 0,047
2,250 2,350
Total Rata-Rata (µg/g)
2,250
2,158
2,300
Tabel 2 Kandungan sebenarnya logam timbal (Pb) dalam sampel (tanaman Mahoni) kering di Jalan Agus Salim Kota Gorontalo Sampel
A1 A2
Konsentrasi yang terbaca oleh alat (mg/L) 0,045 0,045
Konsentrasi sebenarnya (µg/g)
Rata-rata (µg/g)
2,250 2,250
2,250
Total Rata-Rata (µg/g)
B1 B2
0,049 0,050
2,450 2,500
2,475
C1 C2
0,050 0,049
2,500 2,450
2,475
D1 D2
0,049 0,047
2,450 2,350
2,400
E1 E2
0,060 0,059
3,000 2,950
2,975
2,515
Pada Tabel 2 teramati penyerapan logam timbal di udara oleh daun tanaman mahoni lebih tinggi dibandingkan dengan pada Tabel 1, yaitu pada Sampel E1 sebesar 3.00 µg/g. Diasumsikan bahwa tingkat kapasitas lalu lintas akan menggambarkan tingkat pencemaran Pb di udara karena semakin tinggi kepadatan lalu lintas pada suatu daerah maka semakin besar emisi Pb dilepaskan ke udara di jalan tersebut. Pada kedua lokasi tersebut, dapat dilihat bahwa konsentrasi Pb di daun mahoni rata-rata sama dan konsentrasinya tidak meningkat secara signifikan. Seperti konsentrasi yang sama pada sampel B1 dan C1 di lokasi Jalan Nani Wartabone. Sampel A1 di Jalan Nani wartabone sama konsentrasinya dengan sampel A1 jalan Agus salim. Kecenderungan miripnya tingkat kosentrasi Pb didaun dari dua lokasi tersebut berkaitan dengan adanya kecenderungan penyebaran emisi buangan asap kenderaan dari titik dimana emisi itu dikeluarkan. Hal ini di dukung oleh Mengel dan Kirkby (dalam Sembiring. E dan Sulistyawati. E, 2006)bahwa kosentrasi Pb pada suatu lokasi akan dipengaruhi juga olehemisi yang dikeluarkan dari kawasan sekitarnya. Pada penelitian ini, teramati konsentrasi logam timbal yang terserap oleh daun lebih tinggi pada lokasi Jalan Agus Salim, karena berdasarkan pengamatan peneliti, lokasi ini sangat tinggi kepadatan lalu lintasnya, sehingga dapat diduga konsentrasi logam timbal meningkat akibat polutan tinggi dari aktivitas padatnya lalu lintas. Dari Penelitian tersebut kandungan logam Pb pada daun mahoni pada ke dua jalan dikota Gorontalo secara keseluruhan masih dibawah ambang batas toksi sitas yang ditetapkan yaitu 1000µg/g. Kesimpulan Dari hasilpenelitian dapat disimpulkan bahwa tanamanMahoni di JalanNaniWartabone (Taruna) danJalanAgusSalim Kota Gorontalo mampu menyerap logam timbal yang ada di udara, terdapat perbedaan besarnya konsentrasi logam timbal (Pb) dalam lokasi pengambilan sampel, yaitu pada ruas jalan Agus Salim lebih tinggi konsentrasinya dari pada ruas jalan Nani Wartabone yaitu 2.158 µg/g
Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kandungan logm timbale Pb pada tanaman lain yang berpotensi sebagai tanaman pereduksi logam timbal. DAFTAR PUSTAKA Antari A.A.R.J. 2010. Kandungan Timah hitam (Plumbum) Pada Tanaman Peneduh Jalan Di kota Denpasar. Jurusan biologi F. MIPA-UNUD Fakuara, 1996. Studi Toleransi Tanaman Peneduh jalan Kemampuan Mengurangi Polusi Udara. Jurnal Penelitian dan karya Universitas Trisakti 2. Jakarta Kealey, D. Dan Haines, P.J. (2002) Analytical chemistry. London : BIOS Scientific Publishers Ltd. Santi D N, dkk, 2005. PencemaranUdaraOlehTimbal(Pb) Serta Penanggulangannya.FakultasKedokteran Sumatera Utara. Sembiring E, Sulistyawati E. 2006,AkumulasiPbdanPengaruhnyaPadaKondisiDa unSwieteniamacrophylla King. Bandung: InstitutTeknologi Bandung
10
