Fitoremidiasi Merkuri REVISI

8/17/2019 Fitoremidiasi Merkuri REVISI

1/14

Fitoremidiasi Merkuri (Hg) Dengan Menggunakan Kangkung Air ( Ipomoea

aquatic Forsk) Pada Musim Kemarau Di Sungai Kaligawe Semarang

Oleh :

Rahmadyan Tefarani 4411413036

JURUSAN B!"!#

FAKU"$AS MA$%MA$KA DAN "MU P%N#%$AHUAN A"AM

UN&%RS$AS N%#%R S%MARAN#

'*


2/14

BAB

P%NDAHU"UAN

++ "atar ,elakang

Pesatnya perkembangan pembangunan ekonomi di Indonesia menekankan pada

pembangunan sektor industri !i satu sisi" pembangunan akan meningkatkan kualitas hidup

manusia dengan meningkatnya pendapatan masyarakat !i sisi lain" pembangunan #uga bisa

menurunkan kesehatan masyarakat dikarenakan pen$emaran yang berasal dari limbah

industri dan rumah tangga %&ido'ati" (00)* Perkembangan industri yang tersebar di seluruh

dunia dapat mempengaruhi keseimbangan ekosistem Pada faktanya" kegiatan tersebut

menghasilkan logam berat bera$un seperti merkuri %+g* yang mempengaruhi keseimbangan

lingkungan %,bbas -" (010* .ontaminasi logam berat di lingkungan merupakan hal yang

harus diperhatikan karena toksisitasnya dapat mengan$am kelangsungan hidup manusia dan

lingkungan %-urthy /" (01(*/ungai .aliga'e yang letaknya dekat dengan ingkungan Industri .e$il %I.* .aliga'e

telah di#adikan sebagai tepat pembuangan limbah $air pabrik industri Pen$emaran limbah

logam berat merupakan masalah yang $ukup serius dilihat dari akibatnya akan sangat

merugikan bagi kelangsungan hidup manusia .etika ter#adi musim penghu#an air yang

terdapat di /ungai .aliga'e meluap" dampaknya #elas akan ter#adi ban#ir di daerah

pemukiman 'arga sekitar /ungai .aliga'e ,ir yang mengalir ke pemukiman 'arga

pastinya telah terkontaminasi limbah pabrik yang salah satunya mengandung merkuri %+g*

Toksisitas logam berat merkuri %+g* sangat berbahaya karena merkuri %+g* bersifat korosif

apabila terkena kulit manusia

/alah satu upaya untuk mengolah air yang ter$emar limbah $air agar tidak berdampak

buruk bagi kelangsungan hidup manusia yakni teknologi fitoremediasi dengan pemanfaatan

tumbuhan Pada penelitian ini tumbuhan yang akan dimanfaatkan untuk proses remediasi

adalah tumbuhan kangkung air % Ipomoea aquatic orsk* !ipilihnya tumbuhan kangkung air

karena menurut %estari" (013*" kangkung air dapat mengurangi pen$emaran limbah roti"tekstil" dan industri obat2obatan karena pada siang hari kangkung air dapat meningkatkan

kualitas oksigen terlarut dan menurunkan kandungan O( bebas di perairan ter$emar"

sehingga tanaman ini dapat digunakan sebagai alternatif untuk mengurangi pen$emaran

-aka" penelitian ini perlu dilakukan untuk mengatasi permasalahan akibat dari kandungan


3/14

toksisitas merkuri %+g* di /ungai .aliga'e yang berbahaya apabila air sungai yang meluap

ke pemukiman 'arga sekitar /ungai .aliga'e /emarang

+'+ Rumusan Masala-

erapa kandungan limbah merkuri %+g* yang terdapat di /ungai .aliga'e sebelum dan

setelah difitoremidiasi menggunakan kangkung air % Ipomoea aquatic orsk* 5

+.+ Penegasan stila-

!alam penelitian ini ada beberapa batasan istilah yang digunakan untuk menghindari salah

pengertian sehingga perlu diberikan penegasan

1 /ungai .aligaa'e

/ampel yang digunakan yaitu /ungai .aliga'e yang terkontaminasi limbah yang

letaknya di dekat pemukiman 'arga

+/+ $u0uan Penelitian

Tu#uan dari penelitian ini untuk membandingkan toksisitas limbah merkuri %+g* dari /ungai

.aliga'e sebelum dan setelah difotoremidiasi menggunakan kangkung air % Ipomoea aquatic

orsk*

+1+ Man2aat Penelitian

1 -anfaat penelitian ini untuk mengantisipasi pen$emaran lingkungan yang diakibatkan

dari limbah $air yang dibuang di sungai

( -emberikan pertimbangan kepada pihak pengelolaan limbah industri $air untuk

mengatasi pen$emaran terhadap lingkungan perairan

BAB

$NJAUAN PUS$AKA

+ De2inisi Pen3emaran Air Sungai

Pen$emaran air yaitu masuknya mahluk hidup" at" energi atau komponen

lain ke dalam air" sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang

menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya -enurut

.ristanto %(00(* pen$emaran air adalah penyimpangan sifat2sifat air dari keadaan


4/14

normal ,ir dapat ter$emar oleh komponen2komponen anorganik" diantaranya

berbagai logam berat yang berbahaya .omponen2komponen logam berat ini

berasal dari kegiatan industri .egiatan industri yang melibatkan penggunaan

logam berat antara lain industri tekstil" pelapisaan logam" $at7 tinta 'arna"

per$etakan" bahan agrokimia dll eberapa logam berat ternyata telah men$emari

air" melebihi batas yang berbahaya bagi kehidupan % &isnu" 1889*

+' Merkuri (Hg)

-erkuri %+g* adalah logam berat berbentuk $air" ber'arna putih perak"

serta mudah menguap pada suhu ruangan -erkuri %+g* dapat larut dalam asam

sulfat atau asam nitrit" tetapi tahan terhadap basa +g memiliki titik didih 396"6

+g mudah membentuk alloy amalgama dengan logam lainnya" seperti emas %,u*"

perak %,g*" platinum %Pt*" dan tin %/n* ;aram merkuri yang penting antara lain

+g1( yang bersifat sangat toksik +g(1( digunakan dalam bidang kesehatan"

+g%O


5/14

penyebab pen$emaran lingkungan oleh +g adalah pembuangan tailing pengolahan

emas yang diolah se$ara amalgamasi" di mana +g mengalami perlakuan tertentu

berupa putaran" tumbukan" atau gesekan" sehingga sebagian +g akan membentuk

almagam dengan logam2logam %,u" ,g" Pt* dan sebagian hilang dalam proses

%+erman" (006 dalam &ido'ati et al" (00)* Tersebarnya logam berat +g di

tanah" perairan ataupun udara bisa melalui berbagai #alur" seperti pembuangan

limbah industri se$ara langsung" baik limbah padat maupun limbah $air yang

dibuang ke tanah" udara" dan air !apat di lihat pada ;ambar 1 proses yang

ter#adi bila logam berat masuk ke lingkungan laut %=P," 18>3 !estiany" (00>

dalam ?uniar" (008*

-enurut &ido'ati et" al %(00)* dalam bukunya =fek Toksik ogam +al

1()2 1(8 -erkuri %+g* pada kerak bumi sebesar 00) mg7kg banyak tertimbun didaerah penambangan !i alam" merkuri %+g* ditemukan dalam bentuk unsur

merkuri %+g*" merkuri mono@alen %+gA1*" dan bi@alen %+gA(* ,pabila masuk

ke dalam perairan" merkuri mudah berikatan dengan klor yang ada dalam air laut

dan membentuk ikatan +gl !alam bentuk tersebut" +g mudah masuk ke dalam

plankton dan bisa berpindah ke biota laut lain -erkuri anorganik %+gl* akan

berubah men#adi merkuri organik metil merkuri %+3+g* oleh peran

mikroorganisme yang ter#adi pada sedimen di dasar perairan" merkuri dapat pula

bersenya'a dengan karbon berbentuk senya'a organo2merkuri /enya'a

organomerkuri yang paling umum adalah metil merkuri yang dihasilkan oleh

mikroorganisme dalam air dan tanah -ikroorganisme kemudian termakan oleh

ikan sehingga konsentrasi merkuri dalam ikan meningkat

+.+ Fitoremidiasi

itoremediasi didefinisikan sebagai teknologi pembersihan" penghilangan

atau pengurangan polutan berbahaya" seperti logam berat" pestisida" dan senya'a

organik bera$un dalam tanah atau air dengan menggunakan bantuan tanaman

.onsep ini berasal dari berbagai disiplin riset antara lain kegiatan rehabilitasi

lahan basah" tumpahan minyak" tanaman pertanian yang mampu menimbun logam

berat" dan lain2lain /aat ini" istilah fitoremediasi digunakan se$ara luas pada

berbagai bidang %=P," (000*


6/14

itoremediasi dapat digunakan imtuk memulihkan daerah2daerah yang

ter$emar logam berat" pestisida" larutan2larutan kimia'i" bahan eksplosif"

senya'a hidrokarbon minyak" P,+ dan senya'a2senya'a hasi pelindian dari

landfill Prinsip dasar dari teknologi fitoremediasi ini adalah memulihkan tanah

terkontaminasi" memperbaiki sludge" sedimen dan air ba'ah tanah melalui proses

pemindahan" degradasi atau stabilisasi suatu kontaminan %ITR" (003*

Penerapan fitoremediasi dapat dikelompokkan berdasarkan proses terhadap

polutan yang berlangsung di dalam media tersebut yakni: degradasi" ekstraksi"

stabilisasi" atau kombinasi dari ke tiga metode tersebut =P,%(000* dan ITR

%(001* membuat klasifikasi fitoremediasi sebagai berikut:

1 itoakumulasi %Phytoa$$umulation*

itoakumulasi disebut #uga fitoekstraksi yaitu proses penyerapan at

kontaminan dari media oleh tumbuhan sehingga berakumulasi disekitar akar

tumbuhan" proses ini disebut #uga hypera$umulation Bat kontaminan kemudian

ditranslokasikan ke seluruh tubuh seperti batang" daun dan akar Proses ini $o$ok

digunakan untuk dekontaminasi at2at anorganik /pesies tumbuhan yang

dipakai adalah se#enis hiperakumulator misalnya pakis" bunga matahari dan

#agung

( itostabilisasi CPhytostabiliation*

itostabilisasi adalah proses penempelan at2at kontaminan tertentu pada

akar yang tidak mungkin terserap ke dalam batang tumbuhan ,kar tumbuhan

melakukan imobilisasi polutan dengan $ara mengakumulasi" mengadsorpsi pada

permukaan akar dan mengendapkan presipitat polutan dalam ona akar Bat2at

tersebut menempel erat %stabil* pada akar sehingga tidak terba'a oleh aliran air

dalam media Proses ini akan mengurangi mobilisasi kontaminan dan men$egah

berpindahnya ke air tanah atau udara Teknik ini dapat digunakan untuk

meningkatkan penutupan ta#uk oleh tumbuhan yang toleran terhadap #enis

kontaminan di lokasi tersebut -enurut unningham et ah" %1889*" ada tiga

kemungkinan mekanisme yang umimi tei#adi pada proses fitostabilisasiD %1* reaksi

redoksD %(* presipitasi kontaminan men#adi bentuk endapanD dan %3* pengikatan

bahan2bahan organik ke dalam bagian lignin tanaman Proses ini se$ara tipikal


7/14

digimakan untuk dekontaminasi at2at anorganik /pesies tumbuhan yang biasa

digunakan adalah berbagai #enis rumput" bunga matahari" dan kedelai

3 ito@olatilisasi %Phyto@olaiiliation*

ito@olatisasi yaitu proses menarik dan transpirasi at kontaminan oleh

tumbuhan dalam bentuk yang telah men#adi larutan terurai sebagai bahan yang

tidak berbahaya lagi untuk selan#utnya di uapkan ke atmosfir .ontaminan bisa

mengalami transformasi sebelum lepas ke atmosfer Proses ini tepat digunakan

untuk kontaminan at2at organik .ontaminan dapat keluar melalui daim dan

hasil @olatilisasi masuk ke dalam atmosfer pada konsentrasi yang rendah

eberapa senya'a organik dapat ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan

sub#ek fotodegradasi eberapa tumbuhan dapat menguapkan air (00 sampai 1000

liter per hari untuk setiap batang /pesies tumbuhan yang bisa digimakan adalah

tumbuhan kapas dan pakis

4 itodegradasi CPhytodegradation*

itodegradasi disebut #uga fitotransformasi" yaitu proses penguraian at

kontaminan yang mempunyai rantai molekul yang kompleks men#adi bahan yang

tidak berbahaya dengan susunan molekul yang lebih sederhana yang dapat

berguna bagi pertumbuhan itu sendiri Proses ini dapat berlangsung pada daun"

batang" akar atau di luar sekitar akar dengan bantuan enim yang dikeluarkan oleh

tumbuhan itu sendiri eberapa tumbuhan mengeluarkan enim berupa bahan

kimia yang memper$epat proses degradasi /pesies tumbuhan yang bisa

digimakan adalah berbagai #enis rumput

9 Rhiodegradasi

Rhiodegradasi dinamakan pula fitostimulasisasi" biodegradasi rhiosfer"

stimulasi biodegradasi rhiosfer atau tumbuhan yang membantu

bioremediasi7degradasi adalah suatu proses penguraian suatu kontaminan di

dalam tanah melalui akti@itas mikrobia yang terstimulasi untuk hidup di dalam

rhiosfer Proses ini dapat berlangsung pada daun" batang" akar atau di luar sekitar

akar dengan bantuan enim yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu sendiri eberapa

tumbuhan mengeluarkan enim berupa bahan kimia yang memper$epat proses

degradasi -ekanisme rhiodegradasi yaitu dengan $ara tumbiihan mengeluarkan


8/14

dan mentransportasikan oksigen dan air ke dalam tanah Tumbuhan #uga

menstimulasi biodegradasi melalui mekanisme lain seperti penyetopan

metabolisme lain dan mentransportasikan oksigen atmosfer ke dalam akar

Polutan diuraikan oleh mikroba dalam tanah" yang diperkuat7sinergis oleh ragi"

fungi" dan at2at keluaran akar tumbuhan %eksudat* yaitu gula" alkohol" asam

=ksudat itu merupakan makanan mikroba yang menguredkan polutan maupun

biota tanah Eainnya Proses ini tepat untuk dekontaminasi at organik /pesies

tumbuhan yang bisa digimakan adalah berbagai #enis rumput

6 Rhiofiltrasi %RhiFftltration*

Rhiofiltrasi adalah adsorpsi atau pengendapan suatu kontaminan oleh

akar tanaman atau absorpsi suatu kontaminan masuk ke dalam akar ketika

kontaminan tersebut terlarut di sekitar ona akar !i dalam sistem hidroponik"

sistem perakaran telah se$ara nyata dapat dipergimakan untuk men#elaskan

metode riofiltrasi .ontaminan di dalam air" setelah kontak dengan akar akan

diabsorpsi dan kemudian tumbuhan dipanen setelah men#adi #enuh terhadap

kontaminan ,kar tumbuhan mengadsorpsi larutan polutan yang ada di sekitar

akar ke dalam akar /pesies tumbuhan yang fungsional adalah rumput air seperti

attail dan e$eng gondok G/ =P, %(001* melaporkan bah'a 'aktu yang

dibutuhkan tanaman untuk membersihkan polutan menggunakan fitoremediasi

tergantung pada beberapa faktor" yaitu :

a Tipe dan #umlah tanaman yang digunakan

b Tipe dan #umlah at kimia berbahaya yang ada

$ uas area yang ter$emar

d Tipe air atau tanah dan kondisinya itoremediasi #uga memiliki beberapa

keunggulan #ika dibandingkan dengan metode kon@ensional lain untuk

menanggulangi masalah pen$emaran" yaitu :

a* iaya operasional relatif murah

b* Tanaman bisa dengan mudah dikontrol pertumbuhannya

$* .emungkinan penggunaan kembali polutan yang bemilai seperti emas

%phytomining*


9/14

d* -erupakan metode remediasi yang paling aman bagi lingkungan karena

memanfaatkan tumbuhan

e* -emelihara keadaan alami lingkungan

!isamping memiliki keunggulan" temyata fitoremediasi #uga memiliki

beberapa kelemahan /alah satu kelemahannya adalah kemungkinan akibat yang

timbul bila tanaman yang telah menyerap polutan tersebut dikonsumsi oleh he'an

dan serangga !ampak negatif yang dikha'atu2kan adalah ter#adinya kematian

pada he'an dan serangga atau ter#adinya akumulasi logam pada predator2predator

#ika mengosumsi tanaman yang telah digunakan dalam proses fitoremediasi

Teknik itoremediasi untuk menghilangkan polutan perairan yang terkontaminasi

mengalami perkembangan yang $ukup pesat Teknik ini dapat menggunakan

tanaman herba" semak bahkan pohon /emua tumbuhan memiliki potensi

menyerap polutan tertentu dalam #umlah ber@ariasi dan beberapa #enis tumbuhan

mampu mengakumulasi kontaminan tertentu dalam konsentrasi tertentu

Tumbuhan2t@raibuhan tersebut mampu mengasimilasi senya'a organik dan

anorganik dari polutan

+/+ Kangkung air ( Ipomoea aquatic Forsk)

Penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tumbuhan dapat dibagi

men#adi tiga proses yang berkesinambung" yaitu penyerapan logam oleh akar"

translokasi logam dari akar ke bagian tumbuhan lain dan lokalisasi logam pada

bagian sel tertentu untuk men#aga agar tidak menghambat metabolisme tumbuhan

tersebut %/etyaningsih" (00>* .angkung % Ipome aquatic* men#adi salah satu $ara

untuk memulihkan lingkungan tanah dari suatu kontaminan logam berat adalah

dengan menggunakan tanaman" yaitu dengan $ara menanam tanaman yang

mampu menyerap logam berat dari dalam tanah -etode ini dikenal dengan nama

fitoremediasi %/mith dkk" 188> dalam ayu" (010* /eregeg dalam .ohar" (009

telah melakukan penelitian terhadap kemampuan beberapa tanaman untuk

menyerap logam berat dari air yang ter$emar

.angkung termasuk salah satu tanaman yang mudah menyerap logam

berat dari media tumbuhnya Padahal kangkung banyak dikonsumsi dan sering

di#umpai tumbuh7ditanam di tanah2tanah kosong di sekitar daerah sungai dengan


10/14

pengairan yang berasal dari sungai tersebut %.ohar dkk" (009* -enurut +aruna"

dkk (008 hasil analisis diperoleh konsentrasi logam berat u tertinggi pada semua

usia panen terletak pada akar" kemudian pada batang setelah itu pada daun

kangkung /emakin lama panen kangkung" semakin besar nilai konsentrasi logam

berat yang terkandung didalamnya

.angkung air % Ipomoea aquatica* merupakan tanaman air yang

banyaktumbuh pada saluran buangan limbah $air sekitar pemukiman Tanaman ini

memiliki daya adaptasi yang $ukup luas karena dapat hidup pada berbagai kondisi

iklim dan diberbagai habitat Ipomoea aquatica merupakan salah satu dari banyak

spesiestanaman yang digunakan untuk mengu#i kemampuan fitoremediasi karena

tanamanini mampu mengakumulasi logam berat seperti Bn" u" dan Pb pada

konsentrasi tinggi %estari" (013*

-enurut Priyanto dan Prayitno %(00>*" penyerapan dan akumulasi

logamberat oleh tanaman dapat dibagi men#adi tiga proses yang sinambung"

sebagai berikut :

1Penyerapan oleh akar,gar tanaman dapat menyerap logam" maka logam harus

diba'a ke dalam larutandi sekitar akar %riosfer* dengan beberapa $ara

bergantung pada spesies tanaman/enya'a2senya'a yang larut dalam air biasanya

diambil oleh akar bersama air"sedangkan senya'a2senya'a hidrofobik diserap

oleh permukaan akar

(Translokasi logam dari akar ke bagian tanaman lain/etelah

logam menembus endodermis akar" logam atau senya'a asing lainmengikuti

aliran transpirasi ke bagian atas tanaman melalui #aringan pengangkut%Hilem dan

floem* ke bagian tanaman lainnya

3okalisasi logam pada sel dan #aringan+al ini bertu#uan untuk men#aga agar

logam tidak menghambat metabolismetanaman /ebagai upaya untuk men$egah

pera$unan logam terhadap sel" tanamanmempunyai mekanisme detoksifikasi"

misalnya dengan menimbun logam didalam organ tertentu seperti akar


11/14

BAB

M%$!D% P%N%"$AN

.+ "okasi dan 4aktu Penelitian

Penelitian dilakukan di aboratorium ioligi -IP, Gnnes pada bulan

Euli (016

.+' Po5ulasi dan Sam5elPopulasi .angkung air % Ipomoea aquatic orsk* dan sampel yang

digunakan adalah akar" batang dan daun .angkung air % Ipomoea aquatic orsk*

.+. Alat dan Ba-an

ahan2bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah .angkung

air % Ipomoea aquatic orsk*" sampel air sungai .aliga'e" kertas p+",lat2alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah bak penampungan

air berukuran 10 liter" alat tulis" botol sampel berukuran 900 ml" perahu"

termometer" kamera digital" spektrofotometri" mer$ury analyer" peralahan u#i !O

dan O! serta label

.+/ Ran3angan Penelitian

Tahap pertama adalah pemeliharaan kangkung air yang dilakukan di ;reen

+ouse Eurusan iologi akultas -atematika dan IP, Gni@ersitas


12/14

menanam .angkung air sebanyak 4 indi@idu atau sekitar 100 gr untuk dipelihara

selama (> hari dalam 9 liter air yang terkontaminasi limbah

.+1 Metode Pengum5ulan Data

!ata utama penelitian ini adalah kandungan logam berat merkuri pada air /ungai .aliga'e sebelum dan setelah difitoremidiasi Parameter pendukung yang

diamati pada penelitian ini adalah konsentrasi merkuri yang terakumulasi pada

organ tanaman kangkung air bagian akar" batang dan daun" konsentrasi !O

% Dissolved Oxygen*" O! % Biological Oxygen Demand *" suhu dan p+ sebelum

dan sesudah dilakukan fitoremediasi

.+*+ Analisis Data

,nalisis data tentang perbedaan konsentrasi merkuri antara sebelum dan

sesudah fitoremediasi dianalisis dengan G#i2 eda T2Tes dengan Paired /amples T2

Tes


13/14

DAF$AR PUS$AKA

,bbas -" Par@een B" IFbal -" Riauddin" IFbal /" ,hmed -" hutto R -onitoring Of ToHi$

-etals %admium" ead" ,rseni$ and -er$ury* In egetables of /indh Pakistan:

.athmandu Gni@ersity Journal of Science, Engineering and Technology (010D 6 %(*:

60269

=P," (00> !etermination Of -etals ,nd Tra$e =lements In &ater ,nd &astes by

Indu$ti@ely oupled Plasma2,tomi$ =mission /pe$trometry

+idayati estari" &ahyu (013 Penggunaan Ipomoea ,Fuati$a orsk Gntuk itoremediasi imbah

Rumah Tangga Jurnal %rosiding Semirata *$I%" +niversitas ampung " 4412446

-urthy /" ali ;" /arangi /. iosorption of ead bya$illus $ereus Isolated from Industrial

=ffluentsIndia British Biotechnology Journal (01(D ( %(*: >32)4

Priyanto" J Prayitno" E (006 *itoremediasi se-agai Se-uah Te)nologi %emulihan

%encemaran .hususnya ogam Berat

/etyaningsih" (00> %emanfaatan /enda0an $i)ori1a "r-us)ula dan .ompos ")tif untu)

$ening)at)an %ertum-uhan Semai $indi 2$elia a1edarach, inn3 pada $edia

Tailing Tam-ang Emas %ong)or Tesis IP ogor


14/14

&ido'ati" &" dkk %(00)* Efe) To)si) ogam ?ogyakarta: Penerbit ,ndi

&isnu , &ardhana 1889 Dampa) %encemaran ing)ungan ?ogyakarta: Penerbit ,ndi

Fitoremidiasi Merkuri REVISI

Documents

Transcript of Fitoremidiasi Merkuri REVISI