View
216
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1
GULMA MATA IKAN (Lemna perpusilla L.) SEBAGAI AGEN PENYERAP
LOGAM BERAT (Cu, Cd, Mn dan Fe) DALAM LIMBAH CAIR
LABORATORIUM KIMIA
Duckweed (Lemna perpusilla L.) as Heavy Metals (Mn, Cd, Cu and Fe) Absorbant
Agent of Chemical Laboratory Wastewater
Maria Dwi Merdekaningsih*, A. Ign. Kristijanto** , dan Sri Hartini**
*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
butterfly_dFast@yahoo.co.id
The objectives of this study are: Firstly, to determine the effectiveness
absorption of Copper (Cu), Cadmium (Cd), Manganese (Mn), and Iron (Fe) from
laboratory wastewater by various duckweed (Lemna perpusilla L.) population densities.
Secondly, to determine the optimum of duckweeds population densities in the absorption
of Cu, Cd, Mn and Fe. Heavy metal content and physic-chemical parameters of
chemical laboratoty’s wastewater and duckweed were analysis before the study was
carried out. Duckweeds are adapted in the bucket using a mixture of well water and
paddy water as planting medium. The treatment are various ratios of the bucket’s
surface that covered by duckweeds. To measure the depletion of heavy metal (Cu, Cd,
Mn and Fe) totally, this study was carried out in 6 days period with the observation
period is every 2 days. Data were analyzed by Randomized Completely Block Design
(RCBD), 6 treatments and 4 replications while as the blocks are the time analysis. As
the treatment are various percentage of the bucket’s area coverage, which are : 0%
(control, no duckweed), 12,5%, 25%, 37,5%, 50%, 62,5%, respectively. To test the
differences between treatment means, the Honestly Significant of Differences (HSD)
were used using 5% level of significant. The results of this study show that for 6 days of
treatment, the effectiveness of copper (Cu) absorption from chemical laboratory
wastewater is 70%, for Mn is 97,13%, and Fe is 33,60% at 62,5% duckweed coverage
on the bucket’s then for Cd is 56,04% at 50% duckweed coverage.
Keywords : Heavy metals, phytoremediation, Lemna perpusilla L.
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan merupakan salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam
kehidupan di sekitar kita dan limbah merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya
pencemaran lingkungan. Salah satu jenis limbah berdasarkan sifat fisiknya adalah air
limbah yang merupakan gabungan cairan dan air yang mengandung limbah yang dapat
berasal dari perumahan, perkantoran, kawasan industri ataupun institusi kependidikan
(Widjajanti dkk., 2008).
2
Salah satu sumber air limbah adalah limbah laboratorium kimia, berasal dari
buangan hasil reaksi-reaksi berbagai larutan kimia yang mengandung bahan-bahan
kimia toksik dan logam berat yang berbahaya bagi makhluk hidup dan lingkungan
(Azamia, 2012). Menurut Suprihatin dan Nastiti (2010), jenis logam berat yang
umumnya terkandung dalam air limbah laboratorium kimia adalah Hg, Cd, Cu, Ag, Ni,
Pb, As, Pb, As, Cr, Sn, Zn, dan Mn.
Pencemaran logam berat merupakan masalah pencemaran lingkungan yang
umum dan menjadi perhatian (Papafilippaki dkk., 2007). Logam berat memiliki efek
toksik bagi makhluk hidup, menurut Gayer (1986) logam kadmium berbahaya terutama
untuk saluran organ pernapasan, paparan logam tersebut dalam jumlah yang berlebihan
dapat menyebabkan sesak nafas sampai diikuti kematian. Kromium sangat berbahaya
jika masuk kedalam organ tubuh karena dapat menyebabkan penyakit pernapasan,
penyakit kulit, penyakit saraf bahkan kematian. Logam Mn berbahaya bagi pernapasan
serta kerja fungsi syaraf (Ray and Ray, 2009).
Adanya kandungan logam berat dalam limbah laboratorium dapat dikurangi
dengan melakukan fitoremediasi yang merupakan penyerapan logam berat dengan
menggunakan tumbuhan (Suthersan (1990) dalam Setyawan, 2012). Hasil penelitian
fitoremediasi oleh Meilani (2012) dan Setyawan (2012) menunjukkan bahwa Lemna
minor pada kepadatan 12,5% efektif untuk menurukan kandungan logam Zn 0,25 mg/L
(67,57%), kepadatan 37,5% menurunkan kandungan logam Cr (57,15-58,82)%, dan
kepadatan 50% menurunkan kandungan logam Pb 0,50 mg/L (59,52%) dalam limbah
cair industri tekstil.
Tumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gulma Mata Ikan ( Lemna
perpusilla L.) yang memiliki kemampuan untuk menyerap kandungan logam berat.
Gulma L. perpusilla yang hidup dipermukaan air ini berasal dari keluarga Lemnaceae,
berwarna hijau dengan ukuran 1-3 mm (Cheng et al. (2002) dalam Ozengin and Elmachi
(2007)).
Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini bertujuan :
1. Menentukan efektivitas daya serap gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap logam
berat (Cu, Cd, Mn dan Fe) dari limbah cair Laboratorium kimia.
2. Menentukan padat populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) yang optimal dalam
penyerapan logam berat Cu, Cd, Mn dan Fe dari limbah Laboratorium kimia.
3
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Lingkungan, Program Studi
Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.
Waktu pelaksaan penelitian dimulai pada bulan September 2012 sampai dengan bulan
Juni 2013.
Bahan
Gulma mata ikan (L. perpusilla) diperoleh dari persawahan di tepian jalan raya
Pabelan, Kabupaten Semarang. Limbah cair diperoleh dari Laboratorium Kimia
Fakultas Biologi UKSW dan merupakan limbah yang belum diolah.
Bahan kimiawi yang digunakan antara lain K2Cr2O7, Ag2SO4, H2SO4, HgSO4,
FAS (Ferrous Amonium Sulfat) dan indikator Feroin.
Piranti
Piranti yang digunakan antara lain : Spektrofotometer HACH DR/EL 2000, pH
meter HANNA Instrument 9812, Neraca Analitis (Mettler H80) dan Atomic Absorption
Spectroscopy (AAS) Perkin Elmer 3110.
Karakterisasi Air Limbah dan Adaptasi Gulma L. perpusilla
Air limbah dikarakterisasi terlebih dahulu untuk mengetahui kandungan logam
berat serta parameter fisiko-kimiawi, sedangkan gulma mata ikan dikarakterisasi
kandungan logam beratnya. Sebelum diberi perlakuan, gulma mata ikan diadaptasi
terlebih dahulu dalam suasana laboratorium dengan media tumbuh campuran air sumur
dan air sawah.
Pemberian Perlakuan
Perlakuan yang dilakukan berupa perbedaan nisbah luas area permukaan yang
ditutupi oleh gulma mata ikan (padat populasi) dan dalam hal ini kepadatannya adalah:
0% (tanpa gulma mata ikan); 12,5%; 25%; 37,5%; 50%; dan 62,5%. Perlakuan
dilakukan selama 6 hari, dengan periode pengamatan setiap 2 hari untuk mengetahui
penurunan logam Cu, Cd, Mn dan Fe dalam media tumbuh. Pada hari pertama dan ke
enam dihitung bobot basah dan bobot kering gulma (APHA (1998) dalam Leblelici et
al. 2009).
Pada hari pertama gulma mata ikan ditimbang dalam cawan petri yang sudah
diketahui bobotnya untuk mengetahui bobot basah awal, pada hari ke enam gulma mata
4
ikan ditimbang dalam cawan petri yang sudah diketahui bobotnya untuk mengetahui
bobot basah akhir. Masing-masing cawan dioven pada suhu 1050C selama 5 jam
kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang. Setelah itu dipanaskan kembali
selama 1 jam, didinginkan kembali dalam desikator kemudian ditimbang. Perlakuan ini
diulangi sampai tercapai bobot konstan (bobot kering).
Untuk perhitungan Rataan Laju Pertumbuhan Relatif (RGR – Mean Relative
Growth Rates) digunakan persamaan Hunt (Leblelici et al., 2009):
Keterangan: RGR = Rataan Relative Growth Rates
W2 = Massa akhir tumbuhan
W1 = Massa awal tumbuhan
t2-t1 = Lama waktu perlakuan
Analisis Logam Berat dan Parameter Fisiko-Kimiawi Air Limbah
Pengukuran parameter fisiko-kimiawi serta kandungan logam berat air limbah
dengan metoda dan pirantinya disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Parameter fisiko-kimiawi air limbah dengan metoda dan pirantinya
Parameter Piranti
Fisikawi
DHL (Daya Hantar Listrik) (µS/cm) Conductivity meter (HANNA Instrument 9812)
TDS (Total Dissolved Solids) (ppm) TDS meter (HANNA Instrument 9812)
Warna (PtCo) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)
Kekeruhan (FTU) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)
Kimiawi
Logam Berat (Mn, Cd, Cu and Fe) Perkin Elmer AAS 3110
pH pH meter (HANNA Instrument 9812)
COD Titrasi (Alaerts dan Santika, 1987)
SO42-
Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)
PO43-
Spektrofotometer HACH DR/EL 2000 (Iowa, USA)
Alkalinitas Titrasi (Alaerts dan Santika, 1987)
Hardness Total Titrasi (Alaerts dan Santika, 1987)
Analisis Data (Steel dan Torie, 1989)
Data penyerapan logam berat dianalisis dengan 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%,
5
sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian purata antar perlakuan
digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5%. Dilakukan
pula analisis korelasi berganda untuk menentukan faktor fisiko-kimiawi yang berperan
dalam penyerapan logam berat oleh gulma mata ikan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi Awal Tumbuhan L. perpusilla dan Air Limbah Laboratorium
Hasil karakterisasi dari gulma mata ikan dan air limbah laboratorium kimia
disajikan dalam Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2. Karakterisasi Awal Kadar Logam Berat dalam Gulma Mata Ikan (L.
perpusilla) sebelum Perlakuan (Kadar Air 95,06%)
Logam Berat Kadar
(mg/Kg)
Cu 1,0
Cd 0,4
Mn 4,3
Fe 2,3
Dari Tabel 2 terlihat bahwa gulma mata ikan (L. perpusilla) memiliki potensi
sebagai akumulator logam berat, hal ini ditunjukkan dengan adanya kandungan
beberapa jenis logam berat dalam gulma tersebut. Sedangkan hasil karakterisasi air
limbah laboratorium yang digunakan sebagai media tanam disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Karakterisasi Awal Air Limbah Laboratorium sebagai Media Tanam
Parameter Kadar
Fisikawi
TDS (ppm) 160
DHL (μS/cm) 330
Warna (PtCo) 28
Kekeruhan (FTU) 4
TSS 9
Kimiawi
pH 6,4
BOD (ppm) 4,7
COD (ppm) 240
Cu (mg/l) 0,036
Cd (mg/l) 0,022
Mn (mg/l) 0,178
Fe (mg/l) 0,225
6
Hasil karakterisasi air limbah laboratorium pada Tabel 3 menunjukkan
kandungan dari beberapa jenis logam berat yang tergolong memiliki potensi toksik
seperti Cu (tembaga), Cd (kadmium), Mn (mangan) dan Fe (besi).
Kandungan Cu (mg/l) dalam air limbah laboratorium kimia antar berbagai padat
populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) dalam waktu 2-6 hari
Rataan kandungan Cu (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0093 ± 0,0008 mg/l sampai dengan 0,0348 ± 0,0009
mg/l (Tabel 4).
Tabel 4. Rataan kandungan Cu (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari
Waktu
(Hari)
Padat Populasi (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
2
Purata 0,0208 0,0238 0,0250 0,0280 0,0318 0,0348
± SE ± 0,0009 ± 0,0009 ± 0,0011 ± 0,0007 ± 0,0009 ± 0,0009
W = 0,0013 a b b c d e
4
Purata 0,0133 0,0180 0,0205 0,0248 0,0268 0,0328
± SE ± 0,0006 ± 0,0007 ± 0,0007 ± 0,0005 ± 0,0009 ± 0,0010
W = 0,0013 a b c d e f
6
Purata 0,0093 0,0125 0,0145 0,0198 0,0228 0,0310
± SE ± 0,0008 ± 0,0006 ± 0,0010 ± 0,0005 ± 0,0009 ± 0,0007
W = 0,0007 a b c d e f Keterangan : - W = BNJ 5%
- Angka yang diikuti dengan huruf yang sama dalam satu baris menunjukkan antar
perlakuan tidak ada beda secara bermakna, sedangkan angka yang diikuti huruf
yang berbeda menunjukkan adanya beda nyata.
- Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel 6,8 dan 10.
Dari Tabel 4 terlihat bahwa serapan Cu di mulai pada hari ke 2 sampai dengan
hari ke 6 oleh gulma mata ikan terjadi pada berbagai padat populasi (Gambar 1).
(a) (b) (c)
Gambar 1. Serapan Cu (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar Berbagai
Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) pada hari ke 2 (a), hari ke
4 (b) dan hari ke 6 (c)
7
Dari besarnya serapan Cu pada Gambar 1 terlihat bahwa serapan optimal
terjadi pada padat populasi gulma mata ikan 62,5% pada hari yang ke 6 dengan
besarnya serapan 0,022 mg/l (70%). Hasil penelitian oleh Khellaf and Zerdaoui (2010)
melaporkan bahwa gulma mata ikan (Lemna gibba) (jenis berbeda) mampu menyerap
logam Cu dari larutan CuSO4.5H2O sebesar 34,48% dalam waktu 6 hari. Sedangkan
gulma mata ikan (L. perpusilla) dalam penelitian ini dapat menyerap logam Cu dari air
limbah laboratorium kimia sebesar 70% dalam waktu 6 hari lebih besar daripada
kapasitas penyerapan Cu oleh L. gibba.
Efektivitas daya serap Cu (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah
laboratorium biologi berkisar antara 40% - 70% dalam waktu 2-6 hari (Tabel 5).
Tabel 5. Efektivitas Daya Serap Cu oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air
Limbah Laboratorium Kimia dalam Waktu 2-6 hari
Waktu
(hari)
Kontrol
(mg/l)
Daya Serap
(mg/l)
Padat populasi
(%) Efektivitas
Daya Serap
RGR
Daun
2 0,035 0,021
62,5
0,014 (40%) 0,0499 4 0,033 0,013 0,020 (59,6%) 0,0449 6 0,031 0,009 0,022 (70%) 0,1089
Dari Tabel 5 terlihat bahwa efektivitas serapan Cu oleh gulma mata ikan terjadi
pada pada hari ke 2 sebesar 40%. Efektivitas penyerapan Cu pada hari ke 2 terkait
dengan pH dari air limbah laboratorium kimia sebagai media tumbuh, yaitu sebesar 6
yang merupakan jangkauan pH yang dapat mendukung pertumbuhan gulma mata ikan
sehingga penyerapan terjadi.
Pada hari ke 4, Cu yang diserap oleh gulma mata ikan dari air limbah
laboratorium kimia = 0,020 mg/l (59,6%). Hasil penelitian Khellaf and Zerdaoui (2010)
menunjukkan bahwa penyerapan logam Cu akan mendukung pertumbuhan L. gibba
pada konsentrasi 0,003 mg/l – 0,3mg/l. Demikian juga pada hari ke 6, efektivitas
serapan Cu oleh gulma mata ikan dari air limbah laboratorium sebanyak 0,022 mg/l
(70%) masih dalam kisaran kandungan Cu untuk mendukung pertumbuhan gulma mata
ikan.
8
Serapan Cd (mg/l) antar berbagai padat populasi gulma Mata Ikan (L. perpusilla)
dalam waktu 2-6 hari
Rataan kandungan Cd (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0050 ± 0,0003 mg/l sampai dengan 0,0223 ± 0,0009
mg/l (Tabel 6).
Tabel 6. Rataan kandungan Cd (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari
Waktu
(Hari)
Padat Populasi (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
2
Purata 0,0110 0,0128 0,0148 0,0173 0,0203 0,0223
± SE ± 0,0007 ± 0,0005 ± 0,0005 ± 0,0006 ± 0,0011 ± 0,0011
W = 0,0028 a a b b c c
4
Purata 0,0075 0,0095 0,0118 0,0150 0,0170 0,0180
± SE ± 0,0006 ± 0,0006 ± 0,0008 ± 0,0004 ± 0,0011 ± 0,0011
W = 0,0027 a ab ab b b c
6
Purata 0,0045 0,0068 0,0088 0,0103 0,0138 0,0165
± SE ± 0,0003 ± 0,0005 ± 0,0009 ± 0,0011 ± 0,0011 ± 0,0011
W = 0,0026 a a ab ab bc c
Dari Tabel 6 terlihat bahwa penyerapan Cd pada hari ke 2 terjadi pada padat
populasi gulma mata ikan 50%, pada hari ke 4 penyerapan Cd terjadi pada padat
populasi 62,5% dan pada hari ke 6 penyerapan Cd terjadi pada kepadatan 50%
(Gambar 2).
(a) (b) (c)
Gambar 2. Rataan Serapan Cd (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar
Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) pada hari ke 2
(a), hari ke 4 (b) dan hari ke 6 (c)
9
Dari Gambar 2 terlihat bahwa pada hari ke 2 penyerapan Cd terjadi pada padat
populasi 50 %, sedangkan pada hari ke 4 penyerapan Cd terjadi pada padat populasi
62,5%. Hal ini terkait dengan beban toksik Cd menyebabkan penyerapan terjadi pada
padat populasi gulma mata ikan yang lebih tinggi dengan tingkat penyerapan yang lebih
rendah. Sebaliknya pada hari ke 6 penyerapan Cd terjadi pada padat populasi 50%.
Menurut Nayyef and Amal (2012), L. minor dapat menyerap Cd hingga ± 19,92%
dalam 6 hari.
Efektivitas daya serap Cd (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah
laboratorium kimia berkisar antara 42,6% - 56,04% dalam waktu 2-6 hari (Tabel 7).
Tabel 7. Efektivitas Daya Serap Cd oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air
Limbah Laboratorium Kimia dalam Waktu 2-6 hari
Waktu
(hari)
Kontrol
(mg/l)
Daya Serap
(mg/l)
Padat Populasi
(%) Efektivitas
Daya Serap
RGR
Daun
2 0,0223 0,0128 50 0,0095 (42,60%) 0,0499
4 0,0139 0,0112 62,5 0,0027 (19,42%) 0,0426
6 0,0161 0,0071 50 0,0090 (56,04%) 0,1031
Dari Tabel 5 terlihat bahwa efektivitas serapan Cd oleh gulma mata ikan terjadi
pada pada hari ke 2 sebesar 42,60%. Pada hari ke 4 efektivitas serapan Cd oleh gulma
mata ikan dari air limbah laboratorium biologi = 0,027 mg/l (19,42%) pada padat
populasi 62,5% hal ini disebabkan beban toksik logam Cd menyebabkan penyerapan
terjadi pada padat populasi gulma mata ikan yang lebih tinggi dengan tingkat
penyerapan yang lebih rendah. Pada hari ke 6 serapan logam Cd optimal pada padat
populasi 50% dengan efektivitas daya serap 56,04%. Hasil penelitian Wiharja (2012)
menyatakan bahwa penyerapan logam Cd optimal pada padat populasi gulma mata ikan
50% (Lemna perpusilla Torr).
Serapan Mn (mg/l) antar berbagai padat populasi gulma Mata Ikan (L. perpusilla)
dalam waktu 2-6 hari
Rataan kandungan Mn (mg/l ±SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,0570 ± 0,0018 mg/l sampai dengan 0,1780 ± 0,0008
mg/l (Tabel 8).
10
Tabel 8. Rataan kandungan Mn (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari
Waktu
(Hari)
Padat Populasi (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
2
Purata 0,1250 0,1320 0,1400 0,1434 0,1610 0,1780
± SE ± 0,0013 ± 0,0009 ± 0,0006 ± 0,0027 ± 0,0023 ± 0,0008
W = 0,0175 a ab ab b c c
4
Purata 0,0850 0,1080 0,1340 0,1440 0,1570 0,1760
± SE ± 0,0023 ± 0,0015 ± 0,0015 ± 0,0030 ± 0,0044 ± 0,0009
W = 0,006 a b c d e f
6
Purata 0,0570 0,0880 0,1110 0,1290 0,1400 0,1740
± SE ± 0,0018 ± 0,0002 ± 0,0017 ± 0,0024 ± 0,0013 ± 0,0006
W = 0,0038 a b c d e f
Dari Tabel 8 terlihat bahwa serapan Mn oleh gulma mata ikan terjadi mulai dari
hari yang ke 2 sampai dengan hari ke 6 pada setiap padat populasi gulma mata ikan
(Gambar 3).
.
(a) (b) (c)
Gambar 3. Rataan Serapan Mn (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar
Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) pada hari ke 2
(a), hari ke 4 (b) dan hari ke 6 (c)
Dari Gambar 3 terlihat bahwa padat populasi optimal dalam penyerapan Mn
dari air limbah laboratorium kimia adalah 62,5% dalam waktu 2-6 hari dan efektivitas
daya serap Mn (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2-6 hari berkisar antara 29,78% - 97,13% (Tabel 9).
11
Tabel 9. Efektivitas Daya Serap Mn oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air
Limbah Laboratorium Kimia dalam Waktu 2-6 hari
Waktu
(hari)
Kontrol
(mg/l)
Daya Serap
(mg/l)
Padat Populasi
(%) Efektivitas
Daya Serap
RGR
Daun
2 0,1780 0,1250
62,5
0,0530 (29,78%) 0,0499 4 0,1631 0,0850 0,0781 (47,89%) 0,0449 6 0,1739 0,0050 0,1689 (97,13%) 0,1089
Dari Tabel 9 terlihat bahwa efektivitas serapan Mn oleh gulma mata ikan
sebesar 29,78% pada hari ke 2 terkait dengan kebutuhan nutrisi oleh gulma mata ikan.
Kebutuhan nutrisi (PO43-
) untuk proses pertumbuhan mencapai 30% menurut Landlot
and Kandeler (1987 dalam Khellaf and Zerdaoui, 2010). Hasil analisis korelasi pada
hari ke 2 menunjukkan Mn berkorelasi negatif dengan kandungan PO43-
dalam air
limbah laboratorium (r = -0,470).
Pada hari ke 4 efektivitas daya serap Mn oleh gulma mata ikan dari air limbah
laboratorium biologi sebesar 47,89% (0,0781 mg/l) dan mencapai 97,13% (0,1689 mg/l)
pada hari ke 6. Adanya peningkatan serapan dikarenakan Mn dan Fe merupakan
mikronutrien yang mendukung metabolisme tumbuhan (Boyd et al., 1994).
Serapan Fe (mg/l) antar berbagai padat populasi gulma Mata Ikan (L. perpusilla)
dalam waktu 2-6 hari
Rataan kandungan Fe (mg/l ±SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari berkisar antara 0,1450 ± 0,0036 mg/l sampai dengan 0,0213 ± 0,0015
mg/l (Tabel 10).
Tabel 10. Rataan kandungan Fe (mg/l ± SE) dari air limbah laboratorium kimia dalam
waktu 2 - 6 hari
Waktu
(Hari)
Padat Populasi (%)
62,5 50 37,5 25 12,5 0
2
Purata 0,1928 0,1995 0,2065 0,2108 0,2173 0,2213
± SE ± 0,0018 ± 0,0022 ± 0,0021 ± 0,0018 ± 0,0018 ± 0,0015
W = 0,0037 a b c d e f
4
Purata 0,1773 0,1870 0,1943 0,1963 0,2118 0,2135
± SE ± 0,0026 ± 0,0018 ± 0,0014 ± 0,0031 ± 0,0011 ± 0,0017
W = 0,0049 a ab ab ab b b
6
Purata 0,1440 0,1553 0,1725 0,1815 0,1910 0,2085
± SE ± 0,0036 ± 0,0024 ± 0,0010 ± 0,0028 ± 0,0054 ± 0,0009
W = 0,0094 a ab abc bcd cd d
12
Dari Tabel 10 terlihat bahwa serapan Fe (seperti halnya Mn) oleh gulma mata
ikan (L. perpusilla) mulai hari ke 2 sampai dengan hari ke 6 terjadi pada setiap padat
populasi gulma mata ikan (Gambar 3).
(a) (b) (c)
Gambar 4. Rataan Serapan Fe (mg/l) dari Air Limbah Laboratorium Kimia antar
Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) pada hari ke 2
(a), hari ke 4 (b) dan hari ke 6 (c)
Dari Gambar 4 terlihat bahwa padat populasi gulma mata ikan optimal dalam
penyerapan Fe dari air limbah laboratorium kimia adalah 62,5% dalam dalam waktu 2-6
hari. Efektivitas daya serap Fe (%) oleh gulma mata ikan dari air limbah laboratorium
kimia berkisar antara 12,88% - 33,60% dalam waktu 2-6 hari (Tabel 11).
Tabel 11. Efektivitas Daya Serap Fe oleh Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) dari Air
Limbah Laboratorium Kimia dalam Waktu 2-6 hari
Waktu
(hari)
Kontrol
(mg/l)
Daya Serap
(mg/l)
Padat Populasi
(%) Efektivitas
Daya Serap
RGR
Daun
2 0,2213 0,1928
62,5
0,0285 (12,88%) 0,0499
4 0,2047 0,1874 0,0173 (8,45%) 0,0449
6 0,2116 0,1405 0,0711 (33,60%) 0,1089
Dari Tabel 11 terlihat bahwa efektivitas penyerapan Fe (%) oleh gulma mata
ikan = 12,88% pada hari ke 2 dan dalam hal ini terkait dengan kebutuhan nutrisi (Fe)
tumbuhan gulma mata ikan. Selanjutnya pada hari ke 4, efektivitas serapan Fe
mengalami penurunan menjadi 8,45%, untuk kemudian pada hari ke 6 meningkat
menjadi 33,60%.
13
Telaah Serapan Logam Cu, Cd, Mn dan Fe dengan Pertumbuhan L. perpusilla
Berdasarkan Rataan Relative Growth Rates (RGR) Jumlah Daun dan Bobot
Kering antar Berbagai Padat Populasi dalam waktu 2-6 Hari
Pola serapan Cu, Cd, Mn dan Fe dalam berbagai padat populasi gulma mata ikan
(L. perpusilla) ditinjau dari rataan RGR jumlah daun dan bobot kering L. perpusilla
dalam waktu 206 hari menunjukkan beberpa variasi hubungan (Gambar 5 a,b dan c).
Gambar 5. Kandungan Logam Berat dari Air Limbah Laboratorium Kimia dan
Pertumbuhan Gulma Mata Ikan (L. perpusilla) Berdasarkan Relative
Growth Rates (RGR) antar Berbagai Padat Populasi Gulma Mata Ikan (L.
perpusilla) pada Hari ke 2 (a), Hari ke 4 (b), dan Hari ke 6 (c)
(b)
(c)
(a)
14
Dari Gambar 5 terlihat bahwa antar padat populasi gulma mata ikan setiap
logam berat memiliki pola yang berbeda berkaitan dengan RGR jumlah daun.
Berdasarkan persentase efektivitas penyerapan logam pada hari ke 2 (a), serapan Cu =
40%, Cd= 42,60%, Mn = 29,78% dan Fe = 12,88%. Pemanfaatan SO4= dalam proses
detoksifikasi Cd yang cukup tinggi mengurangi jumlah asupan nutrisi bagi gulma mata
ikan, namun serapan dari Cu, Mn, Fe dan PO43-
dapat mendukung suplai nutrisi bagi
pertumbuhan gulma mata ikan. Nutrisi dibutuhkan untuk proses adaptasi sebagai faktor
pendukung dalam pertumbuhan gulma mata ikan pada hari ke 2.
Pada hari ke 4 (b) terjadi fluktuasi RGR jumlah daun pada tiap padat populasi.
Berdasarkan persentase efektivitas penyerapan logam pada hari ke 4, penyerapan
tertinggi adalah serapan logam Cu sebesar 0,02 mg/l (59,6%) (Tabel 5). Menurut
Khellaf and Zerdaoui (2010) logam Cu menstimulasi pertumbuhan L. minor pada
konsentrasi 0,003mg/l – 0,3mg/l. Stimulasi pertumbuhan pada gulma mata ikan
didukung dengan meningkatnya RGR jumlah daun.
Pada hari ke 6 (c) dilakukan pengukuran RGR bobot kering, hal ini bertujuan
untuk menganalisa laju pertumbuhan L. perpusilla antar berbagai kepadatan selama 6
hari. RGR bobot kering mewakili pertumbuhan tiap padat populasi gulma mata ikan
secara keseluruhan dalam 2-6 hari. Kematian dari gulma mata ikan disebabkan adanya
pembentukan Fe3(PO4)2 dalam air limbah laboratorium kimia yang menyebabkan
kurangnya asupan nutrisi, paparan toksik dari logam berat secara terus menerus serta
kurangnya ruang tumbuh bagi gulma mata ikan.
KESIMPULAN
1. Efektivitas daya serap gulma mata ikan (L. perpusilla) terhadap kandungan logam
berat (Cu, Cd, Mn dan Fe) dari limbah cair laboratorium UKSW dalam waktu 6 hari
adalah sebagai berikut : Cu 70%, Cd 56,04%, Mn 97,13% dan Fe 33,60%.
2. Padat populasi optimal dalam penyerapan Cu, Mn, dan Fe berlangsung dalam padat
populasi gulma mata ikan (L. perpusilla) 62,5%, sedangkan untuk Cd pada padat
populasi 50%.
SARAN
1. Untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan penggunaan kombinasi jenis Lemna
dan nisbah padat populasi berbeda sebagai agen fitiremediasi.
15
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimkasih kepada segenap dosen Fakultas Sains dan Matematika dan seluruh
staff, teristimewa kepada dosen pembimbing bapak Ign. A. Kristijanto dan dosen
pendamping Ibu Sri Hartini unruk segenap bimbingan dan motivasi yang diberikan.
Kepada Bapak Christian Hadi Wardoyo, Ibu Sukanti dan Christiana Martha Dewi untuk
segenap kasih sayang dan semangat juang yang disalurkan bertubi-tubi kepada penulis.
Priska Dwi Apriyanti yang selalu menemani penulis di sesah dan senang . Tirza Thea
Lewita Sumasa dan seluruh teman angkatan 2009 we’re awesome !!
DAFTAR PUSTAKA
Akaninwor, J.O; Wegwu, M.O and Iba, I.U, 2007, Removal of Iron, Zinc and
Magnesium from Polluted Water Samples Using Thioglicolic Modified Oil-Palm
Fibre, African Journal of Biochemistry Research, IVOL. 1 (2) : 11-13.
Alaerts, G dan S.S Santika. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional.
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.
Boyd R S, Martens S N. 1994. Nickel hyperaccumulated by Thlaspi montanum Var.
montanum is acutely toxic to an insect herbivore. Oikos 70: 21-25.
Connel DW. 1995. Bioakumulasi Senyawa Xenobiotik. 232. UI-Press. Jakarta.
El-Kheir, W.A., G. Ismail, F.A El-Nour, T. Tawfik, and D. Hammad. 2007. Assessment
The Efficiency of Duckweed ( Lemna gibba) in Wastewater Treatment.
International Journal of Agriculture and Biology Vol. 9 No. 5.
Gayer, RA. (1986). Toxic Effects of Metal. In C.D.Klaasen, M.O.Amdur, and J.Doul.
(Eds). Toxicology the Basic Science of Poisons.3rd ed. New York: Mac Millan
Publishing Co.
Leblelici, Z., A. Aksoy, and F. Duman. 2009. Influence of Salinity on The Growth ang
Heavy Metal Accumulation Capacity of Spirodela polyrrhiza (Lemnaceae). Turk
J Biol 35, 215-220
Meilani. 2012. Pengaruh kepadatan Lemna minor L. dalam proses penyerapan total Cr
dan Cd2+
dari Limbah Industri Tekstil. Skripsi. Fakultas Sains dan Matematika,
Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.
Nayyef M. Azeez and Amal A. Sabbar. 2012. Efficiency of Duckweed (Lemna minor)
in phytotreatment of Wastewater Pollutants from Basrah Oil Revinery. Journal of
Applied Phytotechnology in Environmental Sanitation. Vol. 1 No. 4 : 163-172.
ISSN 2088-6586.
N. Khellaf, M. Zerdaoui. 2010. Growth Response of Lemna gibba L (Duckweed) to
copper and Nickel Phytoaccumulation. Laboratory of Environmental Engineering.
Algeria.
16
Ozengin, Nihan and Elmaci, Eyse. 2007. Performance of Duckweed (Lemna minor L.)
on different types of wastewater treatment. Triveni Enterprises. 28(2) 307-314
(2007)
Papafilippaki, A. K., Kotti, M. E., Stavroulakis, G.G., 2007, Seasonal Variations in
Dissolved Heavy Metals in The Keritis River, Chania, Greece, Proceedings of the
10th International Conference on Environmental Science and Technology.
Ray, Suranjana and M.K Ray. 2009. Bioremediation of Heavy Metal Toxicity-with
Special Reference to Chromium. Al Ameen J Med Sci Vol.2, 57-63.
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. and J. H. Torie, 1981. Principle and Procedures of Statistic A Biometrical
Approach, 2nd
ed. Mc Grow-Hill International. Book Co, Kuga Kusha, Japan.
Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan
Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty.
Suprihatin dan Nastiti S.W. 2010. Penyisihan Logam Berat dari Limbah Cair
Laboratorium dengan Metode Praesipitasi dan Adsorpsi. Makara, Sains Vol. 14
No. 1 2010:44-50.
Syahputra, R.,2005, Fitoremediasi Logam Cu dan Zn dengan Tanaman Enceng Gondok
(Eichhornia Crassipes (Mart.) Soims). LOGIKA Vol. 2 No. 2, ISSN :1410-2315.
Widjajanti E, Haryanto Lilik V, Marwati Siti, 2008, Rancang Bangun Instalasi Pengolah
Limbah Cair Industri Electroplating, Laporan Pengabdian pada Masyarakat.
Wise D.L, D.J Trantolo, E.J Cichon., H.I. Inyang, and U. Stottmeister (eds.)2000.
Bioremediation of Contaminated Soils. New York: Marcel Dekker Inc.
17
LAMPIRAN 1. Hasil Analisa Korelasi Berganda
Korelasi hubungan fisikawi kimiawi dan RGR dengan logam (Mn, Cd, Cu dan Fe) dalam waktu 2-6 hari
Hari Logam Fisikawi Kimiawi RGR
Keruh TSS Warna Alk pH PO4 SO4 Jumlah Bobot
2
Mn 0,742** 0,765** 0,698** 0,613** -0,470* -0,541* -
Cd 0,775**
0,653**
0,658**
0,493* 0,454
* -0,436
* -0,408
* -0,565
** -
Cu 0,730** 0,674** 0,686** 0,505* 0,523** -0,455* -0,433* -0,599* -
Fe 0,724**
0,769**
0,594**
0,620**
0,433* - - -0,640
** -
4
Mn 0,654** 0,536** 0,683** - - - - 0,500* -
Cd 0,604**
0,525**
0,716**
- - - - 0,543* -
Cu 0,636** 0,480* 0,693** - - - - 0,577** -
Fe 0,604**
0,502* 0,680
** - - - - 0,476
* -
6
Mn 0,545** 0,673** - - - - - -0,550* -0,555*
Cd 0,641**
0,632**
0,478* - - - - -0,580
** -0,548
*
Cu 0,567** 0,718** - - - - - -0,628** -0,693**
Fe 0,565**
0,664**
0,445* - -0,410
* - - -0,516
* -0,554
*
Keterangan : - tidak ada korelasi
* bermakna
** sangat bermakna
Recommended