1
Pengaruh Kepadatan Gulma Mata Ikan (Lemna perpusilla L.) dalam Proses Penyerapan Logam Pb, Cd, Zn, dan Fe dari Limbah Cair Laboratorium The Effect of Duckweed (Lemna perpusilla L.) Densities on the Absorption Pb, Cd, Zn, and Fe from Laboratory Waste Water Mikhael Nofiyanto Handoyo*, A. Ign. Kristijanto** , dan Santoso Sastrodihardjo** *Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika **Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga Jln. Diponegoro no 52-60 Salatiga50711 Jawa Tengah – Indonesia
[email protected] ABSTRACT The objectives of this study are: Firstly, to determine the effectiveness absorption of Pb, Cd, Zn, dan Fe from laboratory waste water by various duckweed (L perpusilla) population densities. Secondly, to determine the optimum of duckweed population densities in the absorption of Pb, Cd, Zn, dan Fe from laboratory waste water. The study was carried out in 6 days and the observation had been carried out in every 2 days to determine the depletion of heavy metals content. Data were analyzed by analysis of covariance and it was laid out with Randomized Completely Block Design (RCBD), 6 treatments and 4 replications. As the treatments are various duckweed population densities which are: 0%, 12,5%, 25%, 37,5%, 50%, and 62,5%, respectively, while as the blocks are the analysis time. To test the differences between the treatment means, the Honestly Significant of Differences (HSD) were used at 5% level of significant. The results of this study show that the effectiveness absorption of duckweed (L perpusilla) on heavy metal content (Pb, Cd, Zn, and Fe) from laboratory waste water in the period of 6 days are as follows: 62,11% Pb, 56,04% Cd, 36,84% Zn, and 33,60% Fe, respectively. The optimum of duckweed population densities in the absorption of Pb and Fe were 62,5%, while for Cd and Zn were 50%. Keywords: fitoremediasi, L. perpusilla, heavy metals PENDAHULUAN Limbah cair laboratorium biologi merupakan limbah berbahaya dan beracun yang mengandung zat-zat kontaminan yang dihasilkan dari sisa bahan baku, sisa pelarut, bekas hasil analisa, pencucian, dan pembilasan piranti Lusiani (2011). Menurut Batubara et al., (2009) limbah cair dari kegiatan laboratorium di perguruan tinggi memiliki sifat khas, berbeda dengan limbah yang berasal dari kegiatan industri. Limbah kegiatan laboratorium biasanya memiliki keragaman jenis limbah yang sangat tinggi walaupun dari setiap bahan yang dibuang tersebut jumlahnya tidak banyak.
2
Menurut Febriyanti (2011) salah satu jenis pencemar yang banyak mendapat perhatian dalam pengelolaan lingkungan adalah logam berat. Jenis logam berat yang terdeteksi dalam limbah laboratorium antara lain timbal (Pb), kadmium (Cd), seng (Zn), dan kromium (Cr). Bahaya logam berat jika masuk ke dalam tubuh manusia akan menimbulkan bahaya bagi kesehatan tubuh. Menurut Nordberg (2007) dalam Putra & Putra (2008) limbah laboratorium dengan kandungan logam berat tidak dapat dibuang langsung ke sungai, waduk, atau laut, karena keberadaan logam berat sangat berbahaya bagi kehidupan manusia, hewan, dan lingkungan. Logam berat yang masuk ke lingkungan atau ke dalam tubuh tidak dapat dihancurkan, tetapi tetap terakumulasi dan mencemari lingkungan atau meracuni tubuh. Salah satu cara menanggulangi pencemaran logam berat yang bisa diterapkan dalam pengolahan limbah cair ialah dengan menggunakan media tanaman yang dikenal dengan istilah fitoremediasi. Istilah lengkap fitoremediasi adalah penggunaan tanaman maupun tanaman air untuk menghilangkan atau memecahkan bahan-bahan berbahaya baik organik maupun anorganik dari lingkungan Suryati (2003). Menurut Anonim (2010) tumbuhan yang digunakan adalah tumbuhan yang memiliki kemampuan yang sangat tinggi untuk mengangkut pencemar semua yang ada (multiple uptake hiperaccumulator plant) maupun tumbuhan yang memiliki kemampuan untuk mengangkut zat polutan yang bersifat tunggal (specific uptake hiperaccumulator plant). Jenis – jenis tumbuhan Lemna memiliki kemampuan untuk mereduksi beberapa jenis logam. Hasil penelitian dari Mkandawire (2007) dalam Setyawan (2012) menunjukkan L. minor dapat mengakumulasi logam Zn sebesar 212,5 – 1.010 mg/kg bobot kering, logam Pb sebesar 750 mg/kg bobot kering, logam Cd sebesar 14.200 mg/kg bobot kering, dan logam Cr sebesar 13,48 mg/kg bobot kering. Sedangkan L. trisulca dapat mengakumulasi logam Zn sebesar 1.308,56 mg/kg bobot kering, logam Pb sebesar 233,38 mg/kg bobot kering, logam Cd sebesar 130 – 1.200 mg/kg bobot kering, dan logam Cr sebesar 1.555,3 mg/kg bobot kering. Dalam penelitian ini digunakan gulma mata ikan L. perpusilla sebagai bioakumulator Pb, Cd, Zn dan Fe. Berdasarkan latar belakang di atas maka tujuan penelitian ini adalah : 1. Menentukan efektivitas daya serap berbagai padat populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam Pb, Cd, Zn, dan Fe dari limbah laboratorium.
3
2. Menentukan padat populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) yang optimal dalam penyerapan logam Pb, Cd, Zn, dan Fe dari limbah laboratorium. BAHAN DAN METODE Bahan dan Piranti Gulma mata ikan (L. perpusilla) diperoleh dari persawahan di Domas, kecamatan Sidorejo Lor, Salatiga. Gulma mata ikan kemudian diadaptasikan dalam ember menggunakan air sumur selama satu minggu. Sedangkan, limbah yang digunakan adalah limbah laboratorium Fakultas Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga yang belum diolah, yang juga menjadi media tumbuh gulma mata ikan Bahan kimiawi yang digunakan antara lain akuades, K2Cr2O7 (PA, E-Merck, Germany), Ag2SO4 (PA, E-Merck, Germany), H2SO4 (PA, E-Merck, Germany), HgSO4 (PA, E-Merck, Germany), FAS (Ferrous AmoniumSulfat) (PA, E-Merck, Germany), dan indikator feroin. Piranti yang digunakan antara lain spektrofotometer HACH (DR/EL 200), pH meter (HANNA 9812), neraca analitis (Mettler H80), dan atomic absorption spectroscopy (AAS) (Perkin Elmer AAS 3110). Metode Pemberian Perlakuan Limbah dikarakterisasi terlebih dahulu untuk mengetahui kandungan logam berat dan parameter fisiko – kimiawi. Perlakuan yang dilakukan berupa perbedaan nisbah luas area permukaan yang ditutupi oleh tumbuhan (kepadatan) dan dalam hal ini kepadatannya adalah 0%, 12,5%, 25%, 37,5%, 50%, dan 62,5%. Perlakuan dilakukan selama 6 hari, dengan periode pengamatan setiap 2 hari untuk mengetahui penurunan logam Pb, Cd, Zn, dan Fe dalam media tumbuh. Pada hari pertama dihitung bobot basah dan hari ke enam dihitung bobot basah serta bobot kering tumbuhan untuk perhitungan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif ( persamaan Hunt (Leblebici et al., 2009):
- Mean Relative Growth Rate) menggunakan
4
Keterangan : R
= Rataaan Relative Growth Rate
W2
= Massa akhir tumbuhan
W1
= Massa awal tumbuhan
t2-t1 = Lama waktu perlakuan Penentuan Kadar Air (Sudarmadji dkk., 1997) dan Penentuan Bobot Kering (APHA, 1998 dalam Leblelici et al., 2009) 1 gram gulma mata ikan (L. perpusilla) ditimbang dalam cawan petri yang sudah diketahui bobotnya. Masing - masing cawan dikeringkan pada suhu 105oC selama 5 jam kemudian didnginkan dalam desikator lalu ditimbang. Setelah itu dipanaskan kembali dalam oven selama 1 jam, didinginkan kembali dalam desikator kemudian ditimbang. Perlakuan ini diulang sampai tercapai bobot konstan.
Keterangan : w1 = Bobot sampel awal w2 = Bobot sampel akhir Analisis COD (Alaerts dan Santika, 1987) 20 mL sampel air ditambah dengan 10 mL larutan K2Cr2O7 0,25 N dan 30 mL Ag-H2SO4 serta 0,1 gram H2SO4 untuk menghilangkan kandungan klorin dalam sampel. Larutan direfluks selama 1 jam kemudian kondensor dibilas dengan akuades dan sampel didinginkan sampai mencapai suhu ruang. Sampel digenapkan sampai volumenya 100 mL kemudian ditambahkan 2 tetes indikator feroin dan dititrasi dengan larutan FAS (Ferrous Amonium Sulfat ) 0,1 N. Blanko terdiri dari 20 ml akuades yang mengandung semua reagensia yang ditambahkan pada sampel lalu direfluks dengan cara yang sama.
Keterangan : A = ml FAS yang digunakan untuk titrasi blanko B = ml FAS yang digunakan untuk titrasi sampel N = normalitas larutan FAS
5
Analisis Logam Berat dan Parameter Fisiko-Kimiawi Air Limbah Analisis logam berat dalam gulma mata ikan (L. perpusilla) dan air limbah dilakukan dengan Perkin Elmer AAS 3110 sedangkan pengukuran parameter fisiko – kimiawi dengan metoda dan pirantinya disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Parameter Pendukung dan Piranti Parameter
Piranti / Metoda
DHL (Daya Hantar Listrik) (μS/cm)
Conductivity meter (HANNA Instrument 9812)
TDS (Total Dissolved Solids) (ppm)
TDS meter (HANNA Intrument 9812)
Warna (PtCo)
Spektrofometer HACH DR/EL 2000 (Iowa,
Fisikawi
USA) Kekeruhan (FTU)
Spektrofometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)
Kimiawi pH
pHmeter (HANNA Instrument 9812)
Analisis Data Data dianalisis dengan Analisis Dwi Ragam dan rancangan dasar Rancangan Acak Kelompok (RAK), 6 perlakuan dan 4 kali ulangan. Sebagai perlakuan adalah persen penutupan permukaan oleh gulma mata ikan yaitu 0%, 12,5%, 25%, 37,5%, 50%, dan 62,5% sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian purata antar perlakuan dilakukan Uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% (Steel dan Torie, 1989). HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi Awal Limbah dan Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) Karakteristik fisiko-kimiawi awal limbah laboratorium yang digunakan sebagai media tanam L. perpusilla disajikan pada Tabel 2.
6
Tabel 2. Hasil Karakterisasi Awal Limbah Media Tanam Parameter Fisikawi TDS (ppm) DHL (μS/cm) Warna (PtCo) Kekeruhan (FTU) TSS Kimiawi pH BOD (ppm) COD (ppm) Pb (mg/l) Cd (mg/l) Zn (mg/l) Fe (mg/l)
Nilai 160 330 28 4 9 6,4 4,7 240 0,065 0,022 0,118 0,225
Berdasarkan Tabel 2 dapat dilihat bahwa hasil karakterisasi limbah laboratorium biologi yang digunakan sebagai media tanam L. perpusilla mengandung beragam logam berat, sedangkan Tabel 3 merupakan pengukuran awal kandungan logam berat dalam gulma mata ikan (L. perpusilla). Tabel 3. Karakterisasi Awal kandungan Logam Berat dalam Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) (Kadar Air 95,06%) Parameter Kadar Pb (mg/kg) 2,3 Cd (mg/kg) 0,4 Zn (mg/kg) 7,0 Fe (mg/kg) 2,3 Cu (mg/kg) 1,0 Mn (mg/kg) 4,3 Dari Tabel 3 terlihat bahwa gulma mata ikan (L. perpusilla) yang digunakan sebagai agen fitoremediasi sudah mengandung logam berat yang bervariasi kadarnya.
7
Penyerapan Pb Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla dalam Waktu 2-6 Hari Rataan serapan Pb (mg/L ± SE) antar berbagai persentase padat populasi L. perpusilla dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0210 ± 0,0017 mg/L sampai 0,0658 ± 0,0009 mg/L (Tabel 4). Tabel 4. Rataan Serapan Pb (mg/L ± SE) Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla Dalam Waktu 2 - 6 Hari Waktu Padat Populasi (%) (Hari) 62,5 50 37,5 25 12,5 0 0,0305 0,0333 0,0445 0,0470 0,0613 0,0658 Purata 0,0012 0,0013 0,0013 0,0011 0,0013 0,0009 2 ± SE a b b c c W = 0,0073 a 0,0323 0,0353 0,0385 0,0436 0,0453 0,0508 Purata 0,0020 0,0020 0,0020 0,0016 0,0015 0,0011 4 ± SE a a a a a W = 0,0386 a 0,0210 0,0254 0,0332 0,0363 0,0434 0,0555 Purata 0,0017 0,0013 0,0017 0,0016 0,0017 0,0010 6 ± SE ab bc cd d e W = 0,0097 a Keterangan = • W = BNJ 5% •Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda secara bermakna, sedangkan angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan antar perlakuan berbeda bermakna. Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel 6.
Dari Tabel 4 terlihat bahwa penyerapan Pb terjadi mulai pada hari ke-2 dengan serapan optimal terjadi pada padat populasi 50%, kemudian pada hari ke-4 tidak terjadi penyerapan dalam semua padat populasi L. perpusilla. Tidak terjadinya penyerapan Pb pada hari ke-4 nampaknya terkait dengan proses penyerapan logam berat yang lain (misal Cd). Menurut Zayed (1998) dalam El Kheir et al., (2007) efek toksisitas logam berat mengikuti urutan toksisitas sebagai berikut Cu > Se > Pb > Cd > Ni > Cr. Terkait dengan urutan toksisitas maka L. perpusilla akan lebih selektif dalam mengabsorpsi logam berat. Selanjutnya pada hari ke-6 serapan Pb optimal terjadi pada padat poluasi L. perpusilla 62,5%. Efektivitas daya serap (%) gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam Pb dari limbah cair laboratorium dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 49,39% – 62,11% (Tabel 5).
8
Tabel 5. Efektivitas Daya Serap Pb oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Limbah Cair Laboratorium dan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif Jumlah Daun dalam Waktu 2-6 Hari Padat Populasi Waktu Kontrol Daya Serap Efektivitas (%) (hari) (mg/l) (mg/l) Daya Serap Daun 2 4 6
0,0658 0,0508 0,0555
0,0333 0,0323 0,0210
50 62,5 62,5
0,0285 (49,39%) 0,0345 (62,11%)
0,0499 0,0449 0,1089
Keterangan = • - = tidak terjadi penyerapan
Dari Tabel 5 terlihat efektivitas daya serap (%) gulma mata ikan terhadap Pb paling optimal terjadi pada hari ke-6 pada padat populasi L. perpusilla 62,5%, dengan efektivitas daya serap Pb 62,11%. Pada hari ke-4 tidak terjadi penyerapan dikarenakan terkait dengan proses penyerapan logam berat yang lain yaitu Cd selain itu juga ditandai dengan menurunnya
jumlah daun. Pada hari ke-6 L. perpusilla kembali menyerap
Pb secara optimal yang ditandai juga dengan
jumlah daun yang meningkat.
Penyerapan Cd Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla dalam Waktu 2-6 Hari Rataan serapan Cd (mg/L ± SE) antar berbagai persentase padat populasi L. perpusilla dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0050 ± 0,0003 mg/L sampai 0,0223 ± 0,0011 mg/L (Tabel 6). Tabel 6. Rataan Serapan Cd (mg/L ± SE) Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla Dalam Waktu 2 - 6 Hari Waktu Padat Populasi (%) (Hari) 62,5 50 37,5 25 12,5 0 0,0110 0,0128 0,0148 0,0173 0,0203 0,0223 Purata 0,0007 0,0005 0,0005 0,0006 0,0011 0,0011 2 ± SE ab bc c d d W = 0,0028 a 0,0112 0,0120 0,0129 0,0144 0,0143 0,0139 Purata 0,0006 0,0006 0,0008 0,0004 0,0011 0,0011 4 ± SE ab ab b b ab W = 0,0029 a 0,0050 0,0071 0,0089 0,0101 0,0134 0,0161 Purata 0,0003 0,0005 0,0009 0,0011 0,0011 0,0011 6 ± SE a a ab ab bc c W = 0,0055
9
Dari Tabel 6 terlihat bahwa serapan Cd terjadi mulai pada hari ke-2 sampai dengan hari ke-6. Pada hari ke-2 penyerapan optimal terjadi pada padat populasi 62,5%, lalu pada hari ke-4 serapan optimal terjadi pada padat populasi 62,5%. Sedangkan penyerapan Cd optimal terjadi pada hari ke-6 dengan padat populasi 50%. Efektivitas daya serap (%) gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam Cd dari limbah cair laboratorium dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 50,67% – 56,04% (Tabel 7). Tabel 7. Efektivitas Daya Serap Cd oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Limbah Cair Laboratorium dan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif Jumlah Daun dalam Waktu 2-6 Hari Padat Populasi Waktu Kontrol Daya Serap Efektivitas (%) (hari) (mg/l) (mg/l) Daya Serap Daun 2 4 6
0,0223 0,0139 0,0161
0,0110 0,0112 0,0071
62,5 62,5 50
0,0113 (50,67%) 0,0027 (19,42%) 0,0090 (56,04%)
0,0499 0,0449 0,1031
Dari Tabel 7 terlihat efektivitas daya serap terhadap Cd terjadi pada hari ke-2 pada padat populasi L. perpusilla 62,5% dengan efektivitas daya serap Cd terjadi sebesar 50,67%. Pada hari ke-4 efektivitas daya serap Cd menurun menjadi 19,42% dengan padat populasi L. perpusilla 62,5%. Hal ini terkait dengan beban toksik Cd yang cukup tinggi sehingga penyerapan yang terjadi lebih kecil. Pada hari ke-6 penyerapan optimal terjadi pada padat populasi 50% dengan efektivitas daya serap 56,04%. Hasil penelitian Wiharja (2008) menunjukkan bahwa L. perpusilla Torr menyerap Cd optimal pada padat populasi 50%. Penyerapan Zn Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla dalam Waktu 2-6 Hari Rataan serapan Zn (mg/L ± SE) antar berbagai persentase padat populasi L. perpusilla dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0573 ± 0,0017 mg/L sampai 0,1183 ± 0,0011 mg/L (Tabel 8)
.
10
Tabel 8. Rataan Serapan Zn (mg/L ± SE) Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla Dalam Waktu 2 - 6 Hari Waktu Padat Populasi (%) (Hari) 62,5 50 37,5 25 12,5 0 0,0860 0,0918 0,1013 0,1055 0,1145 0,1183 Purata 0,0007 0,0024 0,0006 0,0013 0,0016 0,0011 2 ± SE b c c d d W = 0,0044 a 0,0812 0,0854 0,0836 0,0874 0,0924 0,1041 Purata 0,0006 0,0006 0,0015 0,0024 0,0030 0,0011 4 ± SE ab a ab ab b W = 0,0201 a 0,0573 0,0588 0,0697 0,0742 0,0845 0,0931 Purata 0,0017 0,0048 0,0043 0,0065 0,0054 0,0011 6 ± SE a ab ab ab b W = 0,0329 a Dari Tabel 8 dapat dilihat bahwa kandungan Zn yang terserap oleh L. perpusilla mulai terjadi sejak hari ke-2 hingga ke-6. Penyerapan Zn oleh gulma mata ikan mulai terjadi pada hari ke-2 dengan penyerapan optimal terjadi pada padat populasi 62,5%. Sedangkan pada hari ke-4 penyerapan Zn oleh gulma mata ikan optimal terjadi pada padat populasi lebih rendah yaitu 37,5%, tetapi dengan daya serap yang sama dengan hari ke-2. Selanjutnya pada hari ke-6, penyerapan Zn oleh gulma mata ikan terjadi pada padat populasi 50%. Menurut Sela et al., (1989) dalam Jafary & Akhawan (2011), Zn merupakan salah satu mikronutrien yang penting untuk pertumbuhan tanaman. Efektivitas daya serap (%) gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam Zn dari limbah cair laboratorium dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 27,30% – 36,84% (Tabel 9). Tabel 9. Efektivitas Daya Serap Zn oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Limbah Cair Laboratorium dan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif Jumlah Daun dalam Waktu 2-6 Hari Padat Populasi Waktu Kontrol Daya Serap Efektivitas (%) (hari) (mg/l) (mg/l) Daya Serap Daun 2 4 6
0,1183 0,1041 0,0931
0,0860 0,0836 0,0588
62,5 37,5 50
0,0323 (27,30%) 0,0205 (19,69%) 0,0343 (36,84%)
0,0499 0,0434 0,1031
Dari Tabel 9 tampak persentase efektivitas daya serap Zn oleh L. perpusilla selama 2 hingga 6 hari berfluktuasi antar waktu. Ternyata efektivitas penyerapan Zn
11
oleh L. perpusilla yang optimal terjadi pada hari ke-6 yaitu sebesar 36,84% pada padat populasi 50%. Hasil penelitian Jafari & Akhavan (2011) menunjukkan bahwa L. trisulca dapat menyerap Zn dengan efektivitas sebesar 97%, L. minuta sebesar 89%, dan L. minor sebesar 83%. Selain jenis Lemna maka besarnya penyerapan nampaknya juga terkait pula dengan kondisi suasana pH asam. Menurut Hicks (1932) dalam El-Kheir et al., (2007), gulma mata ikan akan tumbuh dengan baik pada pH 6 - 7,5 dan akan mengalami penurunan pertumbuhan dengan perubahan pH menjadi basa. Penyerapan Fe Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla dalam Waktu 2-6 Hari Rataan serapan Fe (mg/L ± SE) antar berbagai persentase padat populasi L. perpusilla dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,1405 ± 0,0036 mg/L sampai 0,2213 ± 0,0015 mg/L (Tabel 10). Tabel 10. Rataan Serapan Fe (mg/L ± SE) Antar Berbagai Persentase Padat Populasi L. perpusilla Dalam Waktu 2 - 6 Hari Waktu Padat Populasi (%) (Hari) 62,5 50 37,5 25 12,5 0 0,1928 0,1995 0,2065 0,2108 0,2173 0,2213 Purata 0,0018 0,0022 0,0021 0,0018 0,0018 0,0015 2 ± SE b c d e f W = 0,0037 a 0,1874 0,1926 0,1952 0,1944 0,2056 0,2047 Purata 0,0026 0,0018 0,0014 0,0031 0,0011 0,0017 4 ± SE ab ab ab b b W = 0,0165 a 0,1405 0,1535 0,1721 0,1814 0,1937 0,2116 Purata 0,0036 0,0024 0,0010 0,0028 0,0054 0,0009 6 ± SE ab abc bcd cd d W = 0,0394 a Dari Tabel 10 dapat dilihat bahwa penyerapan Fe sudah terjadi mulai hari ke-2 hingga hari ke-6 pada padat populasi L. perpusilla 62,5%. Penyerapan Fe mulai terjadi pada hari ke-2 dengan penyerapan optimal terjadi pada padat populasi 62,5%, ini dikarenakan serapan logam Fe bermanfaat bagi metabolisme tumbuhan dan merupakan salah satu sumber nutrisi bagi tumbuhan Azamia (2012). Demikian pula pada hari ke-4 dan pada hari ke-6 penyerapan Fe optimal pada padat populasi 62,5%.
12
Efektivitas daya serap (%) gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam Fe dari limbah cair laboratorium dalam waktu 2 - 6 hari berkisar antara 12,88% – 33,60% (Tabel 11). Tabel 11. Efektivitas Daya Serap Fe oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Limbah Cair Laboratorium dan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif Jumlah Daun dalam Waktu 2-6 Hari Padat Populasi Waktu Kontrol Daya Serap Efektivitas (%) (hari) (mg/l) (mg/l) Daya Serap Daun 2 4 6
0,2213 0,2047 0,2116
0,1928 0,1874 0,1405
62,5 62,5 62,5
0,0285 (12,88%) 0,0173 (8,45%) 0,0711 (33,60%)
0,0499 0,0449 0,1089
Dari Tabel 11 terlihat bahwa efektivitas daya serap (%) dari L. perpusilla selama 2 hingga 6 hari berfluktuasi dari 12,88% (2 hari), turun menjadi 8,45% (4 hari) dan meningkat menjadi 33,60% (6 hari). Pola Serapan Logam Berat dan Pertumbuhan L. perpusilla Berdasarkan Relative Growth Rates (RGR) Jumlah Daun dan Bobot Kering antar Berbagai Padat Populasi dalam 2-6 Hari Serapan logam berat akan mempengaruhi pertumbuhan dari L. perpusilla secara keseluruhan. Pola serapan logam berat serta pertumbuhan L. perpusilla pada hari ke-2 hingga ke-6 disajikan pada Gambar 1.
(a)
13
(b)
(c) Gambar 1. Serapan Logam Berat dan Pertumbuhan Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) Berdasarkan (Jumlah Daun dan Bobot Kering) (a) Hari ke-2, (b) Hari ke-4, dan (c) Hari ke-6. Dari Gambar 1 (a) terlihat bahwa penyerapan logam (Pb, Cd, Zn, dan Fe) pada hari ke-2 antar berbagai padat populasi memiliki serapan yang beragam. Penyerapan Fe yang tertinggi karena Fe bermanfaat bagi metabolisme tumbuhan dan merupakan salah satu sumber nutrisi bagi tumbuhan Azamia (2012). Pada hari ke-2 serapan logam berkorelasi negatif (Lampiran 1) dengan
jumlah daun dan PO43- karena dalam
tahap ini merupakan proses adaptasi gulma mata ikan (L. perpusilla) dengan lingkungannya dan penyerapan PO43- mengalami penurunan yang menyebabkan pertumbuhannya terhambat sehingga pertumbuhan jumlah daun mengalami penurunan. Menurut Rahmat (2002) dalam Syahputra (2005) kekurangan PO43- dalam tumbuhan dapat menyebabkan pertumbuhan terhambat, lembaran daun terlihat bagian yang mati sehingga pada akhirnya daun menjadi gugur. Pada hari ke-4 terlihat bahwa penyerapan tertinggi masih pada Fe, pola penyerapan sama dengan pada hari ke-2, namun jika dilihat dari
jumlah daun maka pada hari ke-4 mengalami peningkatan (korelasi
14
positif, Lampiran 1). Selanjutnya pada hari ke-6 terlihat pola penyerapan masih sama dengan penyerapan tertinggi juga terjadi untuk Fe. Pada hari ke-6 juga dilakukan pengukuran
bobot kering gulma mata ikan (L. perpusilla) antar berbagai kepadatan
yang menunjukkan rataan laju pertumbuhan
bobot kering gulma mata ikan
mengalami penurunan (korelasi negatif, Lampiran 1). Kesimpulan 1.
Efektivitas daya serap gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap kandungan logam berat (Pb, Cd, Zn, dan Fe) dari limbah cair laboratorium UKSW dalam waktu 6 hari adalah sebagai berikut: Pb 62,11%, Cd 56,04%, Zn 36,84%, dan Fe 33,60%.
2.
Padat populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) paling optimal untuk penyerapan Pb dan Fe adalah 62,5%, sedangkan untuk Cd dan Zn adalah 50%.
15
Daftar Pustaka Alaerts, G. dan S.S Santika. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional. Anonim, 2010. Toksisitas dan Akumulasi Logam Berat Seng (Zn) terhadap Tumbuhan Obor (Typha latifolia) Pada Proses Fitoremediasi. Banda Aceh : Universitas serambi Mekah. Azamia, M. 2012. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Penurunan Kadar Organik serta Logam Berat Fe, Mn, Cr dengan Metode Koagulasi dan Adsorpsi. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Indonesia, Jakarta. Batubara, I., Trie, N. dan Eti, R. 2009. Pengolahan Limbah Cair Dari Kegiatan Praktikum Analisis Spot Test Dengan Koagulasi Menggunakan Polialumunium Klorida: IPB Bogor. El-Kheir, Wafaa Abou, Gahiza Ismail, Farid Abou El-Nour, Tarek Tawfik, and Doaa Hammad. 2007. Assessment of the Eficiency of Duckweed (Lemna gibba) in Wastewater Treatment. International Journal of Agriculture and Biology. Hal.681 - 687. Febriyanti, T. 2011. Pengolahan Limbah Cair Praktikum Analisis Kualitatif Logam Berat Menggunakan Polialumuniam Klorida sebagai Koagulan: IPB Bogor. Jaffari, N and M. Akhavan. 2011. Effect of pH and Heavy Metal Concentration on Phytoaccumulution of Zinc by Three Duckweeds Species. American-Eurasian J. Agric. & Environ. Hal. 34 – 41. Kaur, L. K. Gadgil, and S. Sharma. 2010. Effect of pH and Lead Concentration on Phytoremoval of Lead from Lead Contaminated Water by Lemna minor. Journal Agric & Environ. Sci. Hal. 542 – 550. Leblelici, Z., A. Aksoy, and F. Duman. 2009. Influence of Salinity On The Growth and Heavy Metal Accumulation Capacity Of Spirodela polyrrhiza (Lemnaceae). Turk J Biol 35, 215-220. Lusiani, T., 2011. Pengolahan Limbah Cair yang Mengandung Logam Merkuri dengan Reaksi Fenton dan Presipitasi Sulfida. IPB Bogor. Mkandawire, M. and E. G. Dudel. 2007. Are Lemna spp. Effective Phytoremediation Agents. Journal of Global Science. Hal 56 – 67. Putra, SE dan Putra, JA. 2008. Kategori Kimia Logam: Bioremoval, Metode Altenatif untuk Menanggulangi pencemaran Logam Berat. Asisten II Sekjen dan Kepala Staff Infokom BPP IKHMI. Setyawan D.Y, 2012. Pengaruh Padat Populasi Gulma Mata Ikan ( Lemna minor L.) Terhadap Penyerapan Logam Timbel [Pb] dan Seng [Zn] dari Air Limbah Tekstil. Skripsi. Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Steel, R. G. D dan J. H. Torie. 1989. Prinsip dan Prosedur Statiska. PT. Gramedia, Jakarta. Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta : Liberty. Suryati, T., 2003. Eliminasi Logam Berat Kadmium dalam Air Limbah Menggunakan Tanaman Air. BPPT. 4(3): 143 – 147.
16
Syahputra, R.,2005, Fitoremediasi Logam Cu dan Zn dengan Tanaman Enceng Gondok (Eichhornia Crassipes (Mart.) Soims). LOGIKA Vol. 2 No. 2, ISSN :1410-2315. Wiharja, A., 2008. Pengaruh Kompetisi dan Kepadatan Populasi terhadap penyerapan Logam Berat Kadmium oleh Tumbuhan Spirodella Polyrhiza (L.) Sohleid dan L. Perpusilla Torr secara terpisah dan dalam Kombinasi. ITB.
17
Lampiran 1. Korelasi serapan Pb, Cd, Zn dan Fe oleh L. perpusilla dengan faktor fisiko kimiawi dan
( jumlah daun dan bobot) dalam waktu 2-6
hari Hari Logam
2
4
6
Pb Cd Zn Fe Pb Cd Zn Fe Pb Cd Zn Fe
Fisikawi Kekeruhan TSS 0,817** 0,734** 0,775** 0,653** 0,792** 0,711** 0,724** 0,769** 0,573** 0,513* 0,604** 0,525** 0,663** 0,553** 0,604** 0,502* 0,610** 0,665** 0,641** 0,632** 0,567** 0,691** 0,565** 0,664**
Keterangan : - tidak ada korelasi * bermakna ** sangat bermakna
Kimiawi Warna Alkalinitas pH PO430,777** 0,659** 0,462* -0,475* 0,658** 0,493* 0,454* -0,436* 0,685** 0,618** 0,404* -0,416* 0,594** 0,620** 0,433* ** 0,723 ** 0,716 ** 0,733 ** 0,680 * 0,472 * 0,478 ** -0,540 * * 0,445 -0,410 -
SO42-0,408* -
Jumlah -0,572** -0,565** -0,621** -0,640** 0,542* 0,543* 0,496* 0,476* -0,547* -0,580** -0,585** -0,516*
Bobot -0,588** -0,548* -0,580** -0,554*
