(PSLK) 2016, EFEKTIFITAS TANAMAN

Prosiding Seminar Nasional II Tahun 2016, Kerjasama Prodi Pendidikan Biologi FKIP dengan Pusat Studi Lingkungan dan Kependudukan (PSLK) Universitas Muhammadiyah Malang Malang, 26 Maret 2016

EFEKTIFITAS TANAMAN Pistiastratiotes DALAM MENYERAP LOGAM BERAT KADMIUM (Cd) YANG TERKANDUNG DALAM LIMBAH CAIR PENGOLAHAN TEPUNG AGAR DITINJAU DARI AKUMULASI LOGAM DI ORGAN AKAR DAN DAUN Effectivity Of Pistia stratiotes To Absorb Heavy Metal Cadmium (Cd) In The Waste Water Of Agar Flour, Based On Accumulation In Organ Roots And Leaves Dyah Afiat Mardikaningtyas 1, Ibrohim2, Endang Suarsini2 1) Pendidikan Biologi, Pascasarjana, Universitas Negeri Malang Jalan Semarang, No5, Malang, Hp: 08563321307, e-Mail: [email protected] 2) Jurusan Biologi, Universitas Negeri Malang, Jalan Semarang 05, Malang Abstrak Kesehatan lingkungan air menjadi prioritas kehidupan karena air merupakan sumber kehidupan. Aktivitas manusia saat ini sangat meningkat di bidang industri. Aktivitas ini dikhawatirkan mencemari air di lingkungan sekitar. Bulan Januari 2016 dilakukan uji kimia kondisi limbah pabrik pengolahan tepung agar di Kecamatan Lawang, Kabupaten Malang, dari hasil uji diketahui limbah tersebut mengandung logam berat berbahaya yaitu kadmium (Cd) dengan konsentrasi 5,84301 mg/L. Tujuan penelitian ini adalah menguji efektifitas fitoremediasi tanaman Pistia stratiotes dalam mengurangi konsentrasi kadmium, menguji pengaruh kadmium terhadap struktur morfologi dan anatomi tanaman P.stratiotes, dan menguji reduksi logam cadmium dalam limbah cair. Metode yang yang dilakukan yang pertama ada pengambilan sampel limbah. Sampel limbah diambil dari salah satu IPAL pabrik pengolahan tepung agar. Kemudian menguji kadar cadmium dalam limbah menggunakan uji Atomic Absorption Spectofotometer. Selanjutnya menumbuhkan tanaman fitoremediator yakni P. stratiotes dalam medium limbah dan hidroponik. Efektifitas tanaman P. stratiotes dilihat dari kemampuan tanaman tersebut dalam menyerap logam berat Cd yang diakumulasikan di organ akar dan daun. Setelah 10 hari dalam medium, dilakukan uji kandungan logam berat dalam organ akar dan daun serta limbah cair. Hasil penelitian menunjukkan, terdapat peningkatan kandungan logam berat dalam organ akar dan daun dan terjadi perubahan struktur anatomi dan morfologi. Peningkatan kandungan logam Cd pada akar dan daun berturu-turut sebesar 0,3741 mg/kg dan 0,3372 mg/kg Cd. Peningkatan kandungan logam dalam akar dan daun P.stratiotes diikuti dengan penurunan kandungan logam Cd pada limbah cair sebesar 1,4581 mg/L. Hal ini menunjukkan bahwa tanaman P.stratiotes efektif dalam menyerap logam berat kadmium. Kata kunci : Pencemaran Lingkungan, Kadmium, Fitoremediasi, Pistia stratiotes Abstract The health of the aquatic environment to be one of the priorities of life because water is the source of life. Now Human activity is greatly improved in the industrial field. This condition is concern, it can cause contaminate in environment. . In January 2016 the chemical tests to condition of waste water were conducted in agar flour processing factory located in, Lawang districts, Malang regency. The result show that waste containing Cd with a concentration of 5.84301 mg/L Cd. The purpose of this study was to test the effectivity of phytoremediation plant P.stratiotes in reducing the concentration of cadmium, to test the effect of cadmium on the structure of plant morphology and anatomy of P.stratiotes, and test the metal cadmium reduction in wastewater. The method was first doing is taking samples of waste. Waste samples were taken from a wastewater treatment agar flour processing factory. Then test the levels of cadmium in waste using Atomic Absorption Spectofotometer. Effectivity P. stratiotes plants seen from the ability of plants 65


to absorb heavy metals Cd accumulated in the organs of the roots and leaves. After 10 days in the medium, tested the heavy metal content in root and leaf organs and liquid waste. The results show, there is an increased content of heavy metals in the roots and leaves and changes in the structure of the anatomy and morphology. The increased consentration of Cd in the roots and leaves reached 0.3741 mg / kg and 0.3372 mg / kg Cd. The increase in metal content in the roots and leaves of P.stratiotes followed by a decrease consentration Cd in the effluent of 1.4581 mg /L. Keywords: Environmental Pollution, Cadmium, Phytoremediation, P.stratiotes PENDAHULUAN Air diketahui merupakan komponen yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup, baik hewan, tumbuhan dan manusia. menurut peraturan pemerintah Republik Indonesia No.82 Tahun 2001, air adalah semua air yang terdapat di atas atau dibawah permukaan tanah, kecuali air laut dan air fosil, sedangkan sumber air adalah wadah air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air tanah, mata air, sungai, rawa, danau, situ, waduk, dan muara. Namun kondisi air di Indonesia saat ini semakin mengkhawatirkan karena semakin banyak terjadi pencemaran air akibat aktivitas manusia sebagai contoh industri. Indonesia merupakan negara yang memiliki potensi yang cukup besar untuk mengembangkan kawasan industri, baik industri skala kecil hingga pabrik. Kemajuan industri di Indonesia yang terus meningkat membawa dampak positif bagi pertumbuhan perekonomian. Perkembangan industri juga tidak lepas dari dampak negatif yang ditimbulkan terhadap keberlanjutan lingkungan. Pencemaran yang diakibatkan dari kegiatan industri memberikan kontribusi pencemaran lingkungan baik pencemaran air, tanah maupun udara. Pencemaran tidak hanya mengancam kelestarian lingkungan hidup, namun juga memberikan dampak buruk terhadap kesehatan dan kesejahteraan manusia. Akumulasi zat pencemar utamanya logam berat sangat berbahaya bagi kesehatan. Sehingga dibutuhkan campur tangan manusia dengan teknologi yang ada untuk mengatasi pencemaran tersebut. Tugas masyarakat Indonesia terkait dengan pengelolaan limbah adalah mencari solusi alternatif atas pencemaran yang terjadi. Salah satu cara pengolahan limbah cair yang berasal dari kegiatan industri adalah pengolahan alternatif dengan menggunakan tanaman air, teknik ini dinamakan teknik fitoremediasi yang mempunyai kemampuan untuk menyerap dan mengakumulasi logam berat (Zayed et al.,1998). Bulan Januari 2016 telah dilakukan uji kimia kondisi limbah pabrik pengolahan tepung agar di Kecamatan Lawang, Kabupaten Malang, dari hasil uji diketahui bahwa limbah tersebut mengandung logam berat yang berbahaya yaitu kadmium (Cd) dengan konsentrasi 5,84301 mg/L Cd. Konsentrasi Cd ini jauh diatas standar baku mutu air limbah bagi kawasan industri yakni 0,1 mg/L (Kep.Men.LH No 03 tahun 2010). Logam berbahaya ini digolongkan ke dalam limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) dimana menurut PP Nomor 101 Tahun 2014 pasal 1, B3 merupakan zat, energi dan komponen lain yang karena sifat, konsentrasi dan jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan dan merusak lingkungan hidup dan membahayakan lingkungan hidup, kesehatan serta kelagsungan hidup manusia dan mahluk hidup lain. Keberadaan logam berat di lingkungan, sangat jelas akan menimbulkan dampak secara langsung atau tidak langsung bagi organisme disekitarnya termasuk manusia. Oleh karena itu logam–logam 66


berat tersebut perlu dikurangi konsentrasinya dalam air dengan cara memanfaatkan tanaman air yang bersifat akumulator. Salah satu tanaman yang dapat digunakan sebagai agen fitoremediasi adalah tanaman kayu apu atau P.stratiotes. P.stratiotes termasuk dalam famili Araceae yang tumbuh mengapung pada permukaan air dengan akar-akarnya yang menggantung terendam di bawah bagian daunnya yang mengambang. Lebar daun tumbuhan ini antara 5-14 cm dan jarak antar nodusnya 0,1-0,5 cm sehingga membuat susunan daun pada tumbuhan ini terdapat pada tiap bagian rosetnya (Don, 2006). Menurut Ugya (2015) tanaman P.stratiotesmerupakan agen yang efektif untuk mengurangi dan menghilangkan berbagai logam berat seperti Hg, Cd, Mn, Ag, Pb, Zn di sungai Romi, Nigeria. Penelitian lain juga menghasilkan hal yang sama yakni P.stratiotes memiliki potensi dalam menyerap dan menurunkan kadar logam berat timbal pada perairan sehingga dapat digunakan sebagai agen fitoremidiasi dalam memperbaiki kualitas suatu perairan yang tercemar (Oktaviani, 2014). M. Khan (2013) dalam penelitiannya, juga menyimpulkan bahwa P.stratiotes merupakan tanaman akumulator terbaik untuk mengurangi logam berat di lingkungan. Penelitian oleh Abubakar (2014) menyimpulkan bahwa P.stratiotes merupakan kandidat yang sangat baik untuk rhizofiltrasi logam berat (Pb, Cr, Ni) dari limbah cair. Tujuan penelitian ini adalah (1) membuktikan efektifitas tanaman P.stratiotes dalam menyerap dan mereduksi logam berat Kadmium (Cd), (2) mengamati pengaruh logam Cd terhadap struktur akar dan daun tanaman P.stratiotes, (3) Menguji reduksi logam Cd pada limbah cair. Diharapkan hasil penelitian teknik fitoremediasi ini bermanfaat bagi masyarakat dan dapat dimanfaatkan untuk mengurangi pencemaran air dilingkungan sekitar. METODE PENELITIAN Penelitian merupakan penelitian eksperimen laboratory dengan objek yang digunakan adalah P.stratiote. Variabel bebasnya adalah medium tumbuh tanaman yakni medium hidroponik dan medium limbah. Variabel terikatnya meliputi (1) Kemampuan tanaman P.stratiotes dalam menyerap logam berat Kadmium (Cd) dalam akar dan daun, (2) Pengaruh limbah terhadap struktur anatomi dan morfologi tanaman, (3) Berkurangnya konsentrasi Cd dalam limbah pasca fitoremediasi A. Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan dilakukan dengan observasi keadaan limbah cair dari Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) pabrik pengolahan tepung agar di daerah kecamatan Lawang, Kabupaten, Malang, Jawa Timur. Kemudian diambil sampel air limbahnya untuk diuji kadar logam berat Kadmium yang terkandung menggunakan bantuan Atomic Absorption Spectofotometer. B. Tahap Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian tahap kedua ini, antara lain: baskom untuk media tanam, mikroskop dinolite, silet, kaca benda, kaca penutup, kamera. Bahan yang digunakan antara lain: tumbuhan P.stratiotes, medium limbah cair dari saluran IPAL pabrik pengolahan tepung agar yang mengandung logam berat Cd, medium hidroponik hoagland‘s, floroglusin, reagen asam asetat glacial, HCL pekat 25%, kloral hidrat, dan tissue. 67


Tanaman fitoremediator (P.stratiotes) yang diambil dari lingkungan pertanian penduduk kota Malang, diaklimatisasi di kolam penampungan. Tanaman yang telah diaklimatisasi, ditumbuhkan ke dalam medium limbah dan hidroponik. Dalam penelitian ini dilakukan masing-masing 5 kali ulangan dengan kode A1-A5 untuk medium hidroponik dan B1-B5 untuk medium limbah. Tanaman ditumbuhkan selama 10 hari dan setiap 3 kali sehari dimati morfologinya. Setelah 10 hari penanaman, organ akar dan daun P. stratiotes beserta sampel air medium diuji kimia kadar logam berat Cd menggunakan Atomic Absorption Spectofotometer. Morfologi dan anatomi tanaman juga diamati. Morfologi tanaman yang diamati meliputi kondisi akar dan daun, trikoma, dll. Pengamatan anatomi tanaman menggunakan mikroskop dinolite sehingga bisa direkam dengan mudah. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian Uji Kadar Kadmium(Cd) Berdasarkan uji pendahuluan, sampel limbah yang diuji mengandung kadmium (Cd) dengan konsentrasi 5,84301 mg/l Cd. Penelitian Fitoremediasi dengan menggunakan tanaman P.stratiotes menunjukkan bahwa P.stratiotes efektif menyerap dan mengurangi konsentrasi dalam limbah. Setelah diuji menggunakan Atomic Absorption Spectofotometer terjadi penurunan kadar logam berat dalam limbah yakni dari konsentrasi awal Cd pada medium limbah mencapai 5,84301 mg/L berkurang menjadi 4,38495 mg/L. Konsentrasi Cd pada organ akar dan daun menunjukkan peningakatan sebelum dan sesudah perlakuan. Konsentrasi Cd pada daun P.stratiotes yang ditumbuhkan di medium limbah meningkat hingga 0,3373 mg/L, sedangkan pada akar meningkat sebesar 0,3741 mg/L. Hasil uji T statistic perubahan konsentrasi awal dan sesudah perlakukan dapat dilihat pada Tabel 1 berikut. Tabel 1. Hasil uji Perubahan kadar Cd pada medium limbah dan Hidroponik Uji t Berpasangan Hasil pada Perlakuan Sig p Kesimpulan (alpha = 0,05) A (Hidroponik) B (limbah) Perubahan Cd media 0,0001±0,0004 1,4581±0,3213 0,001 Berbeda nyata Perubahan Cd Daun 0,0002±0,0001 0,3372±0,0218 0,000 Berbeda nyata Perubahan Cd Akar 0,0006±0,0003 0,3740±0,0230 0,000 Berbeda nyata

Hasil uji T berpasangan didapatkan hasil bahwa perbandingan kadar Cd pada medium hidroponik dan limbah diawal dan akhir perlakukan adalah berbeda nyata dengan nilai probabilitaa (p.value) uji T berpasangan sebesar 0,001 (<0,05). Begitu juga dengan perbandingan kadar Cd pada daun dan akar, konsentrasi awal dan akhir perlakukan adalah berbeda nyata dengan nilai probabilitas adalah 0,000 (<0,05). Data perubahan konsentrasi Kadmium pada akar dan daun dapat dilihat pada Diagram 1 berikut

68


Diagram 1. Perubahan Konsentrasi Cd di Akar dan Daun Sebelum dan Sesudah Perlakuan

Efektifitas penyerapan logam Cd ditinjau dari Akumulasi logam berat Cd pada akar dan daun menunjukkan hasil bahwa organ akar lebih efektif menyerap dari pada organ daun. Ini dapat dilihat dari perbandingan kandungan logam berat yang terdapat pada organ akar dan daun, seperti Tabel 2 berikut Tabel 2. Perbandingan Total Penyerapan Logam Cd di akar dan di daun Total penyerapan di Medium

Daun (mg/L)

Akar (mg/L)

Hidroponik

0,0002

0,0007

Limbah

0,3372

0,3741

Ilustrasi data dapat dilihat pada Diagram 2 berikut

Diagram 2. Perbandingan Kandungan Logam Berat Cd pada Akar dan Daun (mg/kg)

Peningkatan konsentrasi Cd pada akar dan daun tanaman diikuti dengan penurunan konsentrasi Cd pada medium hidroponikdan limbah. lebih jelasnya dapat dilihat pada Diagram 3 di bawah ini

69


Diagram 3. Perubahan Konsentrasi Logam berat Cd pada Medium Hidroponik dan Limbah Pasca Fitoremediasi

B. Hasil Penelitian Morfologi Tanaman Perbedaan struktur morfologi juga terlihat antara tanaman yang ditumbuhkan di medium hidroponik dengan tanaman yang ditumbuhkan pada media limbah. Perbedaan morfologi tampak nyata di bagian akar dan daun. beberapa daun nampak terdapat nekrosis dan mengelupas. Begitu juga dengan akar pada medium limbah tampak rapuh.

(a)

(b)

Gambar 1. Morfologi daun dan akar tanaman P.stratiotes di medium hidroponik (a), di medium limbah (b) (Sumber: dokumen pribadi)

Pada tanaman P.stratiotes yang ditumbuhkan pada medium hidroponik memiliki daun yang tetap segar dengan trikoma daun yang tidak terlalu terlihat. Berbeda dengan P.stratiotesyang ditumbuhkan di medium limbah, daun banyak yang mengering dan luka. Trikoma daun juga nampak jelas dan ―tegang‖. Struktur akar pada tanaman yang ditumbuhkan di medium hidroponik masih lengkap dengan tekstur yang masih segar dan bulu akar yang masih segar. berbeda dengan tanaman yang ditumbuhkan di medium limbah, mempunyai tekstur akar yang lunak dan rambut akar sebagian besar terputus. C. Hasil Penelitian Anatomi Tanaman Struktur anatomi tanaman terdapat perbedaan yakni akar tanaman P.stratiotes pada medium hidroponik mempunyai susunan sel yang teratur, xylemnya mengandung lignin lebih tipis dari pada tanaman pada medium limbah. Tanaman pada medium limbah mempunyai susunan sel yang hampir tidak teratur, terdapat penebalan lignin. perbedaan anatomi irisan melintang akar tanaman P.stratiotes adalah sebagai berikut 70


(a)

(b)

Gambar 2 Anatomi Akar P.stratiotes dengan berkas Pengangkut Tipe Radial, (a) di medium hidroponik, (b) di medium Limbah, (Sumber: Dokumentasi pribadi)

Anatomi helaian daun yang telah telah dibuat preparat irisan melintang dan sayatan paradermal daun, menunjukkan perbedaan antara tanaman yang di medium hidroponik dengan tanaman di medium limbah. Dapat dilihat pada gambar berikut

Stomata

(a) (b) Gambar 3 Anatomi sayatan paradermal daun tampak stomata tipe diasitik dengan sel penutup berbentuk ginjal, (a) di medium hidroponik stomata membuka, (b) di medium limbah stomata menutup (Sumber: Dokumen Pribadi)

(a) (b) Gambar 4. Anatomi irisan melintang daun P.stratiotes tampak trikoma daun, (a) di medium hidroponik, (b) di medium limbah (Sumber: Dokumen Pribadi),

Gambar 3 merupakan bentuk anatomi dari bagian paradermal daun P.stratiotes. tampak stomata dengan tipe diasitik dengan sel penutup berbentuk ginjal. Pada gambar A merupakan stomata dari tanaman yang ditumbuhkan di medium hidroponik, tampak stomatanya dalam keadaan terbuka, berbeda dengan gambar B yang merupakan stomata 71


dari tanaman yang ditumbuhkan di medium limbah, tampak stomatanya dalam keadaan tertutup. Gambar 4 merupakan gambar anatomi trikoma daun P.stratiotes, Trikoma tanaman ini termasuk ke dalam trikoma nonglanduler dengan beberapa deret sel. Pada gambar A merupakan trikoma tanaman yang ditumbuhkan pada medium hidroponik, tampak trikoma yang normal. Gambar B merupakan trikoma tanaman yang ditumbuhkan pada medium limbah, tampak trikoma yang terlihat sangat banyak dan beberapa ada yang sudah rusak. D. Pembahasan Hasil penelitian menunjukkan bahwa Penurunan kadar atau konsentrasi Kadmium, diikuti dengan meningkatkan konsentrasi Kadmium pada organ akar atau daun P.stratiotes. Hasil ini menunjukkan bahwa Kadmium yang berada dalam limbah, konsentrasinya berkurang karena diserap oleh akar tanaman P.stratiotes. Dibuktikan pula bahwa pada organ akar dan daun tanaman terjadi peningkatan konsentrasi Kadmium antara sebelum dan sesudah perlakukan. Akumulasi logam Cd pada tanaman mempunyai perbedaan antara organ daun dan akar. Dari hasil penelitian, menunjukkan bahwa akumulasi logam berat lebih banyak terdapat di akar dari pada di daun. Perbedaan akumulasi ini dapat mengindikasikan bahwa organ akar tanaman P.stratiotes lebih efektif dalam menyerap logam berat dan menunjukkan bahwa tanaman ini melakukan Rhizofiltration yakni penyerapan, pengkonsentrasian dan pengendapan kontaminan dari sumber air tercemar dengan konsentrasi kontaminanrendah di akar tanaman. Akumulasi yang lebih besar terdapat diakar dikarenakan organ yang mendominasi tanaman P.stratiotes adalah akar dan organ akar adalah organ yang pertama kali berinteraksi dengan medium. Namun tidak menutup kemungkinan logam berat tersebut ditransportasikan ke organ lainnya seperti daun. Menurut Hopkins dan Huner (2008) Logam berat dari lingkungan dapat diserap dan diakumulasikan pada organ tanaman dengan mekanisme Logam berat diserap pertama kali oleh organ akar melalui ikatannya dengan fitosiderofor yang disintesis dan dilepaskan oleh tanaman pada saat kondisi stress. Pada kondisi stress akan membuat tanaman melepaskan fitosiderofor kelingkungan dan mengikat logam yang dibutuhkan. Namun logam berat dapat bersaing dan berikatan dengan fitosiderofor tersebut, sehingga dapat masuk ke dalam tubuh tumbuhan. Reeves (2003) menjelaskan bahwa tanaman-tanaman air telah diteliti untuk digunakan rhizofiltrastion, phytodegradation dan phytoextraction. Hal ini menunjukkan bahwa tanaman air contohnya enceng gondok, kayu apu, dll mampu menyerap, mengkonsentrasikan,dan mengendapkan kontaminan di akar, memecah kontaminan menjadi partikel yang tidak membahayakan tumbuhan, menghilangkan kontaminasi dari tanah dan mengisolasinya di dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena itu, ditemukan logam berat Cd dalam organ tanaman P.stratiotes baik dalam akar, maupun daun. Kadmium merupakan logam yang cukup berbahaya sehingga mempengaruhi hidup organisme disekitarnya termasuk agen fitoremediator. Logam berat Kadmium merupakan logam berat yang berwarna putih perak lunak. umumnya kadmium tidak sering ditemukan dalam bentuk yang demikian namun sering berkombinasi dengan elemen lain seperti oksigen, clorin, dan belerang. pada umumnya cadmium merupakan produk samping dalam 72


pengenceran seng, timah atau tembaga (Inswiarsi, 1997). Di perairan Cd akan mengendap karena senyawa sulfitnya sukar larut. Menurut PP RI No 82 Tahun 2001 batas Cd yang terkandung dalam air adalah maksimal 0,01 mg/L, saat ini kandungan Cd dalam air melebihi batas karena aktivitas manusia. Menurut Wojcik dan Tukiendorf (2004) tanaman yang menyerap Cd dalam jumlah yang tinggi menyebabkan pengurangan dalam hal fotosintesis, penyerapan air dan serapan hara. Gejala tanaman yang menunjukkan keracunan Cd adalah ditandai dengna adanya klorosis, pertumbuhan terhambat, pencoklatan dari ujung akar dan akhirnya mati dan membusuk. Gejala ini ditunjukkan oleh tanaman P.stratiotes yang ditumbuhkan di medium limbah selama 10 hari. Tanaman P.stratiotes yang ditumbuhkan pada medium hidroponik memiliki daun yang tetap segar dengan trikoma daun yang tidak terlalu terlihat. Berbeda dengan P.stratiotes yang ditumbuhkan di medium limbah, setelah ditumbuhkan selama 10 terjadi perubahan morfologi, yakni daun banyak yang mengering dan luka. Trikoma daun juga nampak jelas dan ―tegang‖. hal ini menunjukkan bahwa tumbuhan mengalami stres akibat logam berat. Trikoma merupakan jaringan derivat epidermis yang berbentuk tonjolan yang panjang umumnya dibatasi oleh sekat. Trikoma ada yang hanya terdiri dari satu sel panjang, ada pula yang terdiri dari beberapa sel membentuk satu deretan (uniseriate) atau beberapa deretan (multiseriate). Trikoma yang demikian disebut rambut penutup. Fungsi trikoma ini untuk mencegah penguapan dan sebagai pelindung dari gangguan luar. Sehingga pada saat tanaman ditumbuhkan di medium limbah, jaringan epidermis tanaman memerankan fungsinya untuk mempertahankan kehidupannya. Seperti yang telah dijelaskan oleh Fatia (2015) bahwa kemampuan tanaman dalam menyerap logam berat sangat dipengaruhi keadaan permukaan daun tanaman. Tanaman yang memiliki kemampuan dalam menyerap logam berat memiliki permukaan daun yang berbulu atau kasar dan memiliki stomata pada kedua bagian daun (atas dan bawah) dan kerapatan stomata tinggi atau sedang. Tumbuhan akumulator mempunyai kemampuan untuk mengakumulasikan unsur tertentu dalam konsentrasi yang tinggi tanpa menimbulkan efek toksik pada tumbuhan (Hendrasarie,2007). Sudah jelas disini bahwa karaktersitik tanaman P.stratiotes adalah memiliki rambut-rambut halus di permukaan atas atau bawah daun, sehingga P.stratiotes tanaman mempunyai kemampuan beradaptasi dengan baik di lingkungan tercemar dan memilkiki kemampuan dalam menyerap logam. Morfologi akar tanaman P.stratiotes juga terdapat perbedaan morfologi. Struktur akar pada tanaman yang ditumbuhkan di medium hidroponik masih lengkap dengan tekstur yang masih segar dan bulu akar yang masih segar. berbeda dengan tanaman yang ditumbuhkan di medium limbah, mempunyai tekstur akar yang lunak dan rambut akar sebagian besar terputus. Hal ini dikarenakan bagian organ tanaman yang langsung berinteraksi dengan limbah adalah bagian akar. penyerapan logam berat oleh tanaman dilakukan pertama kali oleh akar. Salah satu upaya tamanan dalam mengatasi bahan toksik dari lingkungan adalah dengan cara lokalisasi (intraseluler atau ekstraseluler) yang biasanya terjadi pada akar. Kadar logam berat yang tinggi dalam limbah maka akan merusak dan merubah susunan sel akar (Ashraf, 2010). Pengaruh logam berat Cd pada tanaman tidak hanya dapat diamati morfologinya melainkan dapat juga teramati melalui bagian anatomi. Setelah dilakukan pengamatan anatomi melalui preparat basah irisan bagian akar dan daun. maka tampak perbedaan 73


bentuk anatomi. Akar tanaman P.stratiotes pada medium hidroponik mempunyai susunan sel yang teratur, xylemnya mengandung lignin lebih tipis dari pada tanaman pada medium limbah. Tanaman pada medium limbah mempunyai susunan sel yang hampir rusak (tidak teratur). Xylem tanaman pada medium limbah terlihat lebih jelas dan tebal dari pada xylem tanaman pada medium hidroponik. Kondisi seperti ini mengindikasikan bahwa tanaman mengalami stress akibat ditumbuhkan pada medium yang mengandung logam berat. Diketahui pada medium limbah yang digunakan untuk menumbuhkan tanaman P.stratiotes mengandung logam berat cadmium (Cd) sebesar 5,84 mg/l, kadar logam berat ini adalah kadar sebelum dilakukan fitoremediasi. Kadar logam berat ini mampu meracuni tumbuhan. Stres logam berat inilah yang menyebabkan kandungan lignin lebih tebal sehingga xylem tampak lebih jelas. Seperti yang dijelaskan oleh Chapin (1991) bahwa stress nutrisi, stress air, keracunan logam berat dan polutan mengakibatkan dampak langsung pada pertumbuhan dengan mengubah konsentrasi lignin dan metabolit skunder lainnya. Lignin merupakan dinding sel kompleks ikatan kovalen heteropolimer fenolik dengan polisakarida dan protein. Lignifikasi terjadi secara khusus pada tumbuhan tingkat tinggi dan memberikan dukungan mekanik untuk sistem vaskuler tumbuhan, sehingga membantu transport air dan nutrisi. Untuk melindungi dirinya dari gangguan eksternal yang menyebabkan stress,khususnya kelebihan logam berat, tanaman akan meningkatkan lignifikasi di jaringan akar yang dapat membatasi jalannya logam berat di jalur apoplas dan translokasi dari akar ke batang (Luqueno et al., 2013). Ini adalah salah satu mekanisme pertahanan diri tumbuhan agar tidak banyak logam berat yang masuk ke organ lainnya, sehingga metabolism sel masih dapat berjalan normal dan mampu bertahan hidup. Perubahan morfologi, anatomi dan fisiologi dari tanaman fitoremediator disebabkan karena tanaman tersebut telah aktif menyerap logam berat yang ada dilingkungan dan berusaha untuk beradaptasi agar tetap hidup, namun perlu diingat bahwa Salah satu kelemahan fitoremediasi adalah sebaiknya diterapkan pada kondisi dengan tingkat pencemaran rendah dan konsentrasi polutannya tidak terlalu toksik atau rendah. Jika tanaman fitoremediasi ditanam dalam limbah dengan konsentrasi yang tinggi maka tanaman tidak dapat bertahan hidup dalam waktu yang lama dan efektifitasnya dalam menyerap logam juga rendah. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa 1. Tanaman Pistia stratiotes mampu menyerap logam cadmium (Cd) dan mengakumulasikan pada organ akar dan daun, dibuktikan dengan semakin meningkatkan konsentrasi logam berat pada organ akar dan daun 2. Organ akar tanaman Pistia stratiotes lebih efektif dalam menyeraplogam Cd disbanding organ daun, dibuktikan dengan akumulasilogam lebih banyak terdapat di akar 3. Logam Cd yang terkandung dalam limbah mempengaruhi struktur anatomi dan morfologi tanaman. dibuktikan dengan rusaknya beberapa jaringan dalam organ 4. Terjadi reduksi logam berat Cd pada limbah dibuktikan dengan semakin menurunnya konsentrasi logam berat Cd pada limbah. 74


Saran Teknik Fitoremediasi sebaiknya digunakan untuk mengatasi pencemaran air atau tanah dengan konsentrasi yang rendah. Teknik ini tidak efektif jika diterapkan pada IPAL (Instalasi Pembuangan Air Limbah) saringan pertama. Pihak Pengelola limbah pabrik dapat mengaplikasikan tekniuk fitoremediasi ini dengan diikuti teknik remediasi lainnya seperti menggunakan agen bakteri, dll. DAFTAR RUJUKAN Abubakar, M. M. 2014. Rhizofiltration of Heavy Metals from Eutrophic Water Using P.stratiotesin a Controlled Environment. Journal of Environmental Science Toxicology and Food Technology (IOSR-JESTFT),8 (6):01-03 Agustin, H. Y. 2014. Fitoremediasi (Upaya menjaga Kualitas Lingkungan Perairan). Bahan Ajar Mahasiswa Sarjana Biologi Mata Kuliah Pencemaran Lingkungan.Tesis tidak diterbitkan. Malang: Pascasarjana Universitas Negeri Malang. Ashraf. 2010. Plant Adaptation and Phytoremediation, (Online) http://books.google.co.id/books?id=pNutJSq5EJYC&pg=PA71&lpg=PA71&dq=pl ant+adaptation+to+heavy+metal+chapter&source=bl&ots=mZFqLzsllC&sig=8I50 9my-zY5BRH39wPMQgPOwaUM&hl=en&sa=X&ei=BCbUczjG4bsrAfV1YGoDw&redir_esc=y#v=onepage&q=plant%20adaptation%20to %20heavy%20metal%20chapter&f=false, diakses tanggal 15 Februari 2016 Chapin F. S. III. 1991. Effects of multiple Environmental Stresses on Nutrient Avaibility and Use. In: H. A. Mooncy, W.E. Winner and E. J. Pell (Eds). Response of Plant to Multiple Stresses. Academic Press: San Diego, pp. 67-88 Don W S, 2006. Rahasia Kebun Asri. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. Fatia, L. A. N. 2015. Analisis kemampuan Tanaman Semak di Median jalan Dalam Menyerap Logam Berat Pb. Malang: Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya Hendrasarie, N. 2007. Kajian Efektifitas Tanaman dalam Menyerap Kandungan Pb di Udara. Jurnal Rekayasa Perencanaan Teknik Lingkungan UPN Veteran Jatim, 3 (2). Hopkins, G. W. dan Huner N.P.A. 2008. Introduction to Plant Physhiology, Fourth Edition. The University of Western Ontario: John Wiley & Sons, Inc. Inswiarsi. 1997. Kadar Logam Cu, Pb, Cd, dan Cr dalam ikan Segar dan Kerang dari Teluk Jakarta Tahun 1995/1996. Buletin Penelitian Kesehatan Vocabulary, 25. (1) Khan, M, A. Yasar. 2013. Percentage Uptake Of Heavy Metals Of Different Macrophytes In Stagnant And Flowing Textile Effluent. The Journal of Animal & Plant Sciences, 23(6):1709-1713 Luqueno, F.F., Valdez, F. L., Melo, P.G., Suarez, S.L, Gonzalez, E. N. A., Martinez, A. I., Guillermo, M. S. G., Martinez, G. H., Mendoza, R. H., Garza, M. A.A., and Velazquez, I. R. P 2013. Heavy Metal Pollution in Drinking Water – A Global Risk for Human Health: A review. African Journal of Environment and Technology. 7(7): 567-584.

75


Oktaviani, Riska. 2014. The Potential of Pistia stratiotes and Spirogyra as Phytoremidiation Agent of Heavy Metal Lead (Pb) in Waters. (Online) (http://ejournal.unesa.ac.id/index.php/lenterabio, diakses tanggal 14 Oktober 2015) Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 74 tahun 2001. Pengelolaan Bahan Berbahaya dan Beracun. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001. Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air Peraturan pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas air dan Pengendalian pencemaran Air Reeves, R.D. 2003. Tropical Hyperaccumulators of Metals and their Potential for Phytoextraction. Plant and Soil 249; 57-65 Ugya, A. Y. 2015. The Use Of P.stratiotes To Remove Some Heavy Metals From Romi Stream: A Case Study Of Kaduna Refinery And Petrochemical Company Polluted Stream. IOSR Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology (IOSR-JESTFT), 9 (1) Zayed A. Gowthaman S. Terry N. 1998. Phytoaccu-mulation of Trace Elements by Wetland Plants: I. Duckweed. J. Environmental Quality 27: 715-721. (Online) (https://dl.sciencesocieties.org/publications/jeq/abstracts/27/3/JEQ0270030715, diakses tanggal 23 Agustus 2015)

76

(PSLK) 2016, EFEKTIFITAS TANAMAN

Recommend Documents