pengukuran efektivitas tanaman kangkung

PENGUKURAN EFEKTIVITAS TANAMAN KANGKUNG

AIR (Ipomoea aquatica Forsk), GENJER (Limnocharis flava)

DAN SELEDRI (Apium graveolens L) UNTUK

PENGURANGAN KADAR LOGAM BERAT (Pb dan Cu)

SERTA RADIONUKLIDA DENGAN METODE

FITOREMEDIASI

SKRIPSI

Oleh :

SITI NURMAIDA FITRIA

115090301111015

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2015

i

PENGUKURAN EFEKTIVITAS TANAMAN KANGKUNG AIR

(Ipomoea aquaticaForsk), GENJER (Limnocharis flava) DAN

SELEDRI (Apium graveolens L) UNTUK PENGURANGAN

KADAR LOGAM BERAT (Pb dan Cu) SERTA

RADIONUKLIDA DENGAN METODE FITOREMEDIASI

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains dalam

bidang fisika

oleh :


115090301111015

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2015

ii

iii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI






oleh :


115090301111015

Telah dipertahankan di depan Majelis Penguji

pada tanggal ................................... dan dinyatakan memenuhi

syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains dalam bidang fisika

Mengetahui,

Ketua Jurusan Fisika

Fakultas Mipa Universitas Brawijaya

Sukir Maryanto, Ph.D

NIP. 197106211998021001

Pembimbing II

Gancang Saroja, S.Si. M.T

NIP. 197711182005011001

Pembimbing I

Drs. Unggul P. Juswono, M.Sc

NIP. 196501111990021002

iv

v

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertandatangan di bawah ini :

Nama : Siti Nurmaida Fitria

NIM : 115090301111015

Jurusan : Fisika

Penulis Skripsi berjudul :






Dengan ini menyatakan bahwa :

1. Isi dari skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya

sendiri dan tidak menjiplak karya orang lain, selain nama-

nama yang termaktub di isi dan tertulis di daftar pustaka

dalam Skripsi ini.

2. Apabila di kemudian hari ternyata Skripsi yang saya tulis

terbukti hasil jiplakan, maka saya akan bersedia

menanggung segala resiko yang akan saya terima.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan segal kesadaran.

Malang, 03 Agustus 2015

Yang menyatakan,

Siti Nurmaida Fitria

NIM. 115090301111015

vi

vii

ABSTRAK






Pencemaran air merupakan penyimpangan sifat air yang sudah

marak terjadi. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk memulihkan

lingkungan tercemar yaitu menggunakan metode fitoremediasi.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis seberapa efektifkah

tanaman uji dalam menyerap limbah logam berat dan radionuklida serta

untuk menganalisis dan mengetahui kemampuan masing-masing

tanaman dalam menyerap logam berat dan radionuklida. Pengujian

konsentrasi logam berat dilakukan menggunakan alat AAS (Atomic

Adsorption Spectrofotometer ), serta persentase unsure dalam tanaman

diukur menggunakan XRF (X-Ray Fluorescence), dan kandungan

radionuklida diukur menggunakan detektor Geiger Muller. Limbah

yang digunakan untuk penelitian adalah limbah buatan, dimana

untuk uji logam digunakan campuran air sumur dengan Pb(NO3)2

dan CuSO4.5(H2O) dengan konsentrasi 5 ppm, sedangkan limbah

buatan uji radionuklida digunakan pupuk NPK Phonska mutiara.

Dari hasil pengukuran menunjukkan bahwa tanaman yang paling

banyak mangakumulasi logam berat yaitu tanaman kangkung air,

diikuti oleh genjer dan seledri. Sedangkan presentase massa

unsure terbesar yaitu unsure kalium untuk semua jenis tanaman.

Dengan pengukuran ini diasumsikan bahwa radionuklida yang

berada ditanaman adalah radionuklida kalium-40. Dengan

persentase kalium terbesar pada tanaman genjer dan diikuti oleh

tanaman kangkung air dan seledri. Hal ini sama dengan uji

radionuklida menggunakan detektor GM bahwa laju paparan

terbesar berada pada genjer, kangkung dan seledri.

Kata kunci : Pencemaran air, fitoremediasi, logam Pb dan Cu,

radionuklida, tanaman kangkung air, genjer dan seledri

viii

ix

ABSTRACT

MEASURING EFFECTIVENESS OF WATER SPINACH

(Ipomoea aquatica Forsk) , VELVETLEAF (Limnocharis

flava)AND CELERY (Apium graveolens L) FOR REDUCTION OF

HEAVY METAL CONCENTRATION (Pb and Cu) AND

RADIONUCLIDES WITH PHYTOREMEDIATION

Water pollution is a deviation properties ofwater that has been rife . One

way that can be used to restore the polluted environment that is using

phytoremediation. This study aims to analyze how effective the test

plants to absorb heavy metals and radionuclides waste as well as to

analyze and determine the ability of each of the plants to absorb heavy

metals and radionuclides. Testing concentrations of heavy metals

carried out using a AAS (Atomic Adsorption Spectrophotometer), as

well as the percentage of the element in plants is measured using XRF

(X-Ray Fluorescence) , and the radionuclide content was measured

using a Geiger Muller detector . Waste that is used for research is

artificial waste , where the metal used to test well water mixture with

Pb(NO3 )2 and CuSO4.5 (H2O) with a concentration of 5 ppm, while the

waste artificial radionuclide test used NPK Phonska pearls. From the

measurement results show that most plants accumulate heavy metals is

water spinach , followed by velvetleaf and celery. While the largest

percentage of the mass of the element that is the element potassium for

all types of plants. With this measurement and the result it is assumed

that radionuclides that are in the plant is the radionuclide potassium-40 .

With the largest percentage of potassium in plants velvetleaf and

followed by water spinach and celery plants.It is the same as the

radionuclide test using GM detector that the largest exposure rate is at

velvetleaf, water spinach and celery.

Key words :Water pollution, phytoremediation, Pb and Cu metals,

radionuclides, water spinach plants, velvetleaf and celery

x

xi

Kata Pengantar

Puji syukur kepada Allah SWT, karena atas segala curahan

rahmat serta hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan

penelitian tugas akhir yang berjudul “Pengukuran Efektivitas Tanaman

Kangkung Air (Ipomoea aquatica Forsk), Genjer (Limnocharis flava)

dan Seledri (Apium graveolens L) untuk Pengurangan Kadar Logam

Berat (Pb dan Cu) serta Radionuklida dengan Metode Fitoremediasi ”.

Sholawat serta salam semoga tetap dilimpahkan kepada

junjungan kita nabi besar Muhammad SAW. Karena dengan kasih

sayang beliaulah yang telah menuntun kita menuju kehidupan yang

lebih baik yakni jaman yang terang benderang ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih

kepada semua pihak yang telah membantu penulis sejak awal kegiatan

penelitian tugas akhir ini sampai selesai. Ucapan terimakasih penulis

tujukan kepada :

1. Ayah dan ibu yang telah memberikan dukungan moril dan

materi, kasih sayang yang tiada banding, doa yang tiada henti

serta kesempatan menempuh pendidikan sehingga penulis dapat

menyelesaikan kuliah dengan baik.

2. Bapak Drs.Unggul P. Juswono, M.Sc selaku dosen pembimbing

I yang telah membimbing, penulis dengan sabar dalam

menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.

3. Bapak Gancang Saroja, S.Si. M.T selaku dosen pembimbing II

yang juga dengan sabar membimbing penulis dalam

menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.

4. Bapak Sukir Maryanto, Ph.D selaku Ketua Jurusan Fisika yang

telah memberikan kesempatan kepada penulis sehingga dapat

terselesaikan laporan tugas akhir ini.

5. Saudara kandungku mbak Fatie yang selalu memberikan

dukungan, semangat dan doa yang tiada henti pada penulis

supaya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

6. Mbak Femta yang telah mau menampung semua keluh kesahku,

memberikan nasihat dan solusi yang baik selama pengerjaan

tugas akhir and all of The Wlingi Satu makasi banyak atas

dukungan dan kecerian dari kalian.

xii

7. Sahabatku Nidya, Mbak Dian dan Mbak Ami, Mbah (Suaibah)

terimakasih atas semangatnya dan motivasi selama pelaksanaan

tugas akhir.

8. Semua kelompok bimbingan Pak Unggul, Ninna dan Imel

terimakasi banyak atas semangat, motivasi, kebersamaan kalian

semua, serta ilmu yang penulis dapatkan selama bimbingan.

9. Keluarga besar Jurusan Fisika khususnya angkatan 2011

FMIPA UB baik dari kalangan dosen, staff, maupun mahasiswa

atas bantuan dan kerjasamanya.

Tidak lupa penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila ada

kesalahan yang disengaja maupun tidak disengaja. Penulis menyadari

bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena

ittu penulis mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun dari

pembaca. Semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat untuk pembaca.

Malang, Mei 2015

Penulis

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................... i

LEMBER PENGESAHAN SKRIPSI ........................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN............................................................ v

ABSTRAK ...................................................................................... iiv

ABSTRACT .................................................................................... ix

KATA PENGANTAR .................................................................... xi

DAFTAR ISI ................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................... xv

DAFTAR TABEL ........................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................. xix

DAFTAR SINGKATAN ................................................................ xxi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................ 4

1.4 Batasan Masalah ............................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian .......................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................... 5

2.1 Air ................................................................................ 5

2.1.1 Air Bersih .......................................................... 6

2.1.2 Pencemaran Air ................................................. 8

2.2 Logam Berat ................................................................ 10

2.3 Radionuklida ................................................................ 14

2.4 Fitoremediasi ............................................................... 17

2.5 Tumbuhan Hiperakumulator ........................................ 20

2.6 Adsorpsi ....................................................................... 24

2.7 Gaya van der Waals ..................................................... 26

2.8 Tanaman Kangkung ..................................................... 26

2.9 Tanaman Seledri .......................................................... 28

2.10 Tanaman Genjer ........................................................... 28

2.11 AAS (Atomic Adsorption Spectrophotometer) ............. 29

2.12 XRF (Xray Fluoresense) .............................................. 31

xiv

2.13 Detektor Geiger Muller ................................................ 34

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................... 37

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................... 37

3.2 Alat dan Bahan ................................................................ 37

3.3 Kerangka Konsep ............................................................. 37

3.4 Metode Penelitian ............................................................ 37

3.4.1 Alur Penelitian ......................................................... 37

3.4.2 Persiapan Sampel ..................................................... 37

3.4.2.1 Persiapan Sampel Untuk Uji AAS .............. 37

3.4.2.2 Persiapan Sampel Untuk Radionuklida ....... 41

3.4.3 Pengukuran dengan AAS ......................................... 44

3.4.4 Analisis Data............................................................ 44

3.4.4.1 Analisis Data Hasil AAS ............................ 44

3.4.4.2 Analisis Data Hasil XRF dan Detektor

Geiger Muller ......................................... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................ 47

4.1 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Serapan Logam Pb

dan Cu pada Tanaman ................................................. 47

4.2 Kandungan Unsur pada Tanaman dengan Pemberian

Pupuk Kimia ................................................................ 49

4.3 Radioaktivitas pada Tanaman yang Ditanam dengan

Pemupukan ..................................................................... 51

4.4 Pembahasan

4.4.1 Mekanisme Akumulasi Nutrisi dan Logam Berat

pada Tanaman ......................................................... 52

4.4.2 Radionuklida (40K) dalam Tanaman......................... 58

BAB V PENUTUP ........................................................................ 61

5.1 Kesimpulan ...................................................................... 61

5.2 Saran ........................................................................ 61

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 63

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Salah Satu Contoh Pencemaran Air Permukaan ....... 9

Gambar 2.2 Macam Logam Berat ................................................. 10

Gambar 2.3 Pupuk fosfat ............................................................. 15

Gambar 2.4 Macam-macam Teknik fitoremediasi ........................ 18

Gambar 2.5 Tanaman eceng gondok yang merupakan salah satu

contoh tanaman hiperakumulator ......................... 21

Gambar 2.6 Adsorpsi logam oleh akar tanaman ........................... 25

Gambar 2.7 Struktur Ikatan Hidrogen ........................................... 26

Gambar 2.8 Tanaman Kangkung .................................................. 27

Gambar 2.9 Tanaman Seledri........................................................ 28

Gambar 2.10 Tanaman Genjer ........................................................ 29

Gambar 2.11 Susunan Alat dan Cara Kerja AAS ........................... 30

Gambar 2.12 Susunan Alat dan Cara Kerja XRF ............................ 32

Gambar 2.13 Proses Fluoresense Sinar X ....................................... 32

Gambar 2.14 Grafik hasil uji XRF .................................................. 33

Gambar 2.15 Detektor Isian Gas ..................................................... 34

Gambar 2.16 Susunan Alat detektor Geiger Muller ........................ 36

Gambar 4.1 Pengaruh waktu kontak tanaman uji

terhadap konsentrasi logam Cu yang diserap

oleh akar (konsentrasi awal 5 mg/l) ..................... 47

Gambar 4.2 Pengaruh waktu kontak tanaman uji terhadap

Konsentrasi logamPb yang diserap oleh akar

(konsentrasi awalPb 5 mg/l) ................................. 48

Gambar 4.3 Persentase massa unsur yang didapatkan pada

masing-masing tanaman ....................................... 50

Gambar 4.4 Aktivitas K40padamasing-masing tanaman ................. 51

Gambar 4.5 Respon tanaman terhadap logam berat ....................... 54

Gambar 4.6 Penyerapan dan Akumulasi Logam Berat Oleh

Tanaman ............................................................... 55

Gambar 4.7 Mekanisme penghambatan Kerja enzim oleh

Logam Pb .................................................................. 56

Gambar 4.8 Ikatan Khelat dengan Logam Cu ................................ 57

xvi

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Macam Air DiPermukaan Bumi ....................................... 5

Tabel 2. Spesifikasi logam berat dari sumber antropogenik

Di lingkungan .............................................................. 11

Tabel 3. Beberapa teknik fitoremediasi ........................................... 20

Tabel 4. Tanaman yang berpotensi sebagai hiperakumulator .......... 22

xviii

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Pembuatan Larutan ..................................................... 73

Lampiran 2 Perhitungan Aktivitas ................................................ 75

Lampiran 3 Data Hasil Penelitian ................................................. 77

Lampiran 4 Alat-alat yang Digunakan .......................................... 82

Lampiran 5 Penanaman Secara Hidroponik .................................. 83

xx

xxi

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

Singkatan Keterangan

NORM Natural Occuring Radioactive Material

AAS Atomic Adsorption Spectrometri

XRF X-Ray Diffraction

Γ Faktor spesifikradiasi gamma pada unsur

Ẋ Laju paparan (mR/h)

r Jarak antara detector dan sumber (m)

A Aktivitas radioaktif (Bq/Ci)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi

kehidupan. Air bukan hanya dibutuhkan oleh manusia, tetapi juga

oleh semua mahluk hidup di bumi seperti tumbuhan, hewan maupun

mikroorganisme (Syahputra, 2005). Manusia sangat bergantung pada

ketersediaan air untuk melaksanakan segala aktivitasnya, mulai dari

memasak, mencuci, mandi dan aktivitas lainnya. Menurut Faridah

(2007) sekitar 71 persen komposisi bumi terdiri atas air. Air juga

merupakan zat yang penting bagi tanaman dan hewan, yaitu 50

persen sampai 97 persen dari seluruh berat tanaman dan hewan

terdiri atas air.

Dengan bertambahnya jumlah penduduk serta semakin

berkembangnya tehnologi yang juga mendorong meningkatnya

aktivitas diberbagai sektor pembangunan, terutama pada sektor

industri, masalah pencemaran lingkungan menjadi masalah yang

sangat kritis bagi negara maju maupun negara yang berkembang.

Salah satu jenis pencemaran air yaitu disebabkan oleh adanya

pembuangan limbah dari pabrik yang belum mempunyai instalasi

pengolahan limbah, atau instalasi kurang memadai yang

sebagaimana disyaratkan oleh pemerintah (Wisnu, 1995). Selain

pencemaran oleh industri, pencemaran dapat ditimbulkan dari

domestik dan pertanian. Dampak secara nyata yang tampak yaitu

meningkatnya kandungan logam berat dan meningkatnya

radionuklida alam (NORM) di lingkungan perairan (Ariono, 1996).

Salah satu pencemaran akibat domestik yaitu penggunaan

deterjen, sedangkan untuk pertaniaan pencemaran dapat disebabkan

oleh penggunaan pestisida dan pupuk kimia secara berlebihan. Pupuk

kimia yang sering digunakan oleh masyarakat yaitu pupuk fosfat,

pupuk fosfat ini selain mengandung logam berat juga terdapat

kandungan radionuklida yang berasal dari batuan fosfat.

Menurut Kohar, dkk (2005), pembuangan limbah (baik

padatan maupun cairan) ke daerah perairan menyebabkan

penyimpangan dari keadaan normal air yang menyebabkan air

menjadi tidak layak untuk digunakan sebagai persediaan air.

2

Tehnologi pengolahan limbah pabrik sekarang ini telah sangat

maju tetapi tidak menutup kemungkinan masih adanya logam berat

dan zat berbahaya lainnya pada saat pengolahan limbah. Sedangkan

limbah domestik dan pertaniaan sampai saat ini belum ditangani

dengan serius. Padahal kandungan logam berat dan radionuklida

yang terkandung juga berpotensi menyebabkan pencemaran

lingkungan. Sifat logam berat yang tidak terdegradasi menjadi

masalah yaitu logam berat ini akan terakumulasi pada tanaman,

hewan dan manusia dalam waktu yang lama yang nantinya akan

mengakibatkan efek yang berbahaya dan mempengaruhi sistem

metabolisme (Fardiaz, 1992).

Beberapa cara dapat dilakukan untuk memulihkan lingkungan

perairan yang tercemar logam berat dan radionuklida, diantara yaitu

reverse osmosis, metode pertukaran ion, dsb, namun kebanyakan

cara tersebut membutuhkan biaya yang besar dan tidak ramah

lingkungan, yang nantinya juga dapat menimbulkan masalah baru

yang membutuhkan pemecahan masalah lebih lanjut. Maka dari itu

diperlukan upaya pemulihan lingkungan alternatif dengan cara

ekonomis dan ramah lingkungan. Salah satu metode yang aplikatif

dan diharapkan mampu menangani masalah pencemaran logam berat

dan radionuklida yaitu metode fitoremediasi (Mangkoediharjo,

2010).

Menurut Triastuti dalam Sari (2014) fitoremediasi merupakan

suatu teknologi untuk menghilangkan atau mengurangi suatu zat

polutan pada tanah atau air menggunakan suatu tanaman.

Fitoremediasi tidak hanya digunakan untuk pengurangan atau

penghilangan logam berat (seperti Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo,

Ni, Pb, Zn dan lainnya) tetapi juga radionuklida (seperti 90Sr, 137Cs, 239Pu,234U, 238U dan lainnya) dan tentunya zat organik (Andrade and

Mahler, 2002).

Banyak tanaman yang hidup di air diantaranya genjer

(Limnocharis flava). Genjer sering dimanfaatkan masyarakat sebagai

sayuran. Penelitian fitoremediasi yang menggunakan genjer pernah

dilakukan oleh Alfa, 2006; Hermawati, dkk, 2005; Avlenda, 2009

dalam Priyanti dan Etyn (2013), dimana hasilnya menunjukkan

bahwa genjer mampu secara efektif menurunkan kadar logam berat

timbal (Pb), BOD, COD, DO, TTS, sulfat, dan fosfat di perairan

tercemar oleh limbah, serta tumbuhan genjer kemampuan untuk

3

menyerap logam Fe dan Mn. Namun penelitian mengenai

penyerapan radionuklida dan logam berat Cu menggunakan tanaman

ini belum pernah dilakukan.

Ipomoea aquaticaForsk (kangkung air) merupakan tanaman

air yang banyak tumbuh pada saluran buangan limbah cair. Tanaman

ini banyak dikonsumsi oleh masyarakat, baik itu tanaman yang hidup

di selokan sekalipun. Penelitian fitoremediasi menggunakan tanaman

kangkung pernah dilakukan oleh Baysa, dkk (2006) yang hasilnya

menunjukkan tanaman dapat menyerap Pb dan Cd, serta penelitian

yang dilakukan oleh Rosidi dan Sukirno (2006) yang menunjukkan

bahwa tanaman kangkung dapat menyerap radionuklida, salah

satunya yaitu K-40.

Seledri merupakan tanaman yang banyak dikonsumsi oleh

masyarakat, baik untuk dimakan maupun digunakan sebagai obat.

Penelitian fitoremediasi menggunakan tanaman seledri sudah pernah

dilakukan oleh Bisessar, dkk (1983), dimana hasilnya yaitu tanaman

seledri dapat menyerap logam Ni, Cu, Co dan S. Namun penelitian

mengenai pengurangan logam berat Pb dan radionuklida

menggunakan tanaman ini belum pernah dilakukan.

Banyak cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi kadar

logam berat dan radioaktif pada air, serta penelitian menggunakan

tanaman kangkung, seledri dan genjer juga sudah banyak dilakukan.

Namun belum ada penelitian yang membandingkan pengurangan

kadar logam berat dan radionuklida dengan metode fitoremediasi

pada limbah buatan pada semua tanaman. Metode fitoremediasi yang

dilakukan yaitu dengan pemberian tanaman pada air limbah buatan

(metode hidroponik) yang kemudian akan dilihat seberapa besar

penyerapan tanaman tersebut terhadap kandungan logam berat dan

radioaktif pada air limbah buatan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka

diperoleh rumusan masalah yaitu, seberapa efektifkah penggunaan

tanaman kangkung air, genjer dan seledri untuk menyerap logam

berat dan radionuklida pada air limbah buatan dengan menggunakan

metode fitoremediasi. Serta tanaman apakah yang paling efektif

menyerap logam berat dan radionuklida pada air limbah buatan.

4

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk menentukan seberapa

efektifkah tanaman kangkung air, genjer dan seledri dalam menyerap

limbah logam berat dan radionuklida pada air tercemar, serta untuk

mengetahui kemampuan masing-masing tanaman dalam menyerap

logam berat dan radionuklida.

1.4 Batasan Masalah

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis membatasi pokok-

pokok pembahasan yaitu air yang digunakan yaitu air limbah buatan

yang berasal dari air sumur yang dicampur dengan logam berat (Pb

dan Cu), serta untuk uji kandungan radionuklida air limbah buatan

dibuat dari pupuk NPK phoska mutiara. Tanaman yang digunakan

untuk metode fitoremediasi yaitu tanaman kangkung air, genjer dan

seledri. Alat yang digunakan yaitu AAS (atomic adsorb spektroscopy

atau spektroskopi serapan atom) untuk mengukur kadar logam berat,

XRF (X-ray fluoresense) untuk mengukur kadar unsur pada arang

tanaman dan juga detektor Geiger Muller digunakan untuk mengukur

laju paparan pada arang tanaman.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat adanya penelitian ini yaitu dapat dijadikan informasi

dan pertimbangan dalam mengelola limbah industri dengan

menggunakan fitoremediasi dengan biaya yang murah menggunakan

tanaman seledri, kangkung air, dan genjer yang dapat mengurangi

kadar logam berat dan radionuklida sehingga limbah industri yang

dibuang ke lingkungan tidak menyebabkan pencemaran atau bersih

dari polutan, serta penggunaan pupuk kimia dan pestisida secara

berlebihan akan menyebabkan akumulasi logam berat dan

radionuklida pada tanaman. Serta dapat pula digunakan untuk

memperbaiki kualitas air tidak layak konsumsi menjadi layak untuk

konsumsi.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Air sangat diperlukan untuk proses hidup dalam tubuh

manusia, tumbuhan dan hewan serta semua mahluk hidup termasuk

mikroorganisme. Sebagian besar tubuh manusia, hewan dan

tumbuhan terdiri atas air. Selain itu, air juga sangat diperlukan untuk

berbagai keperluan rumah tangga, pengairan, pertanian, industri dan

rekreasi (Sastrawijaya, 1991). Pada proses kimia pada industri, air

digunakan sebagai medium reaksi, bahan pelarut, dan perantara

transfer panas (Rana, 2006).

Tabel 1. Macam Air Di Permukaan Bumi

Total Volume Volume (km2)

1.385.984.610

Air Asin

Samudera

Air tanah (sampai 2000 m)

Larutan di daratan

1.338.000.000

12.870.000

85.400

1.350.955.400

Air Tawar

Gletser dan salju

Air Tanah

Permafrost

Danau

Kelembaban tanah

Air di udara

Rawa

Sungai

Air dalam tubuh

Hewan/tumbuhan

24.064.100

10.530.000

300.000

91.000

16.500

12.900

11.470

2.120

1.120

35.029.210

(Sunaryo, dkk, 2005).

Menurut Sunaryo, dkk (2005) pengertian air adalah semua air

yang terdapat pada permukaan, di atas maupun dibawah permukaan

6

tanah, yang termasuk di dalamnya air permukaan, air tanah, air

hujan, dan air laut. Sedangkan pengertian sumber daya air

merupakan air dengan semua potensinya termasuk sarana dan

prasarana yang dimanfaatkan, namun tidak termasuk kekayaan

hewani yang ada di dalamnya.

Jumlah air di bumi relatif tetap, yakni sebesar ± 1,4 miliar

km3, dimana rinciannya dapat dilihat pada Tabel 1. Hampir 97,5%

air didunia dalam keadaan asin. Bila dianggap permukaan bumi ini

dalam bentuk seragam, maka jumlah air sebesar itu akan menutupi

seluruh permukaan bumi sedalam 2,6 km. Dari jumlah ini sekitar

2,5% air di dunia bersifat tawar, 1,7% tersimpan dalam bentuk es,

sedangkan hanya 0,1% yang tersimpan dalam bentuk uap air. Dari

keseluruhan air tawar, hanya 0,006% yang mengalir dipermukaan

bumi, dan 0,003% yaitu sekitar setengah dari jumlah air tawar berada

dalam tubuh makhluk hidup.

2.1.1 Air Bersih

Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-

hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum

apabila telah dimasak. Sedangkan air minum adalah air yang

kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung

diminum. (Efendi dan Makhfudli, 2009).

Semakin meningkatnya perkembangan sektor industri dan

transportasi, baik industri minyak dan gas bumi, pertanian, industri

kimia, industri logam dasar, industri jasa, dan jenis aktivitas lainnya,

maka semakin meningkat pula tingkat pencemaran pada perairan

akibat kegiatan tersebut. Untuk mencegah terjadinya pencemaran

maka perlu dilakukan pengendalian dengan menetapkan baku mutu

lingkungan, termasuk di dalamnya baku mutu air dan baku mutu

limbah cair. Baku mutu air pada sumber air adalah batas kadar yang

diperkenankan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di dalam air,

tetapi air tersebut masih dapat digunakan sesuai kriterianya

(Kristanto,2002).

Menurut peruntukannya, air dalam sumber air dapat

dikategorikan menjadi empat golongan mengacu pada Peraturan

Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengolahan Kualitas Air

dan Pengendalian Pencemaran air yang menetapkan mutu air ke

dalam empat golongan yaitu:

7

1. Golongan A, air yang dapat digunakan untuk air baku air

minum tanpa diolah terlebih dahulu.

2. Golongan B, air yang dapat digunakan untuk prasarana atau

sarana kegiatan rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar,

peternakan, air untuk mengairi tanaman.

3. Golongan C, air yang dapat digunakan untuk pembudidayaan

ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi tanaman dan

peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama

dengan kegunaan tersebut.

4. Golongan D, air yang dapat digunakan untuk mengairi

pertanaman dan peruntukan yang lain yang

mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan

tersebut.

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia

Nomor 492/Menkes/Per/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air

minum pada pasal 1 ayat 1 menyatakan bahwa air minum adalah air

yang melalui proses pengolahan atau tanpa pengolahan yang

memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung di minum. Serta pada

pasal 3 ayat satu menyatakan bahwa air minum aman bagi kesehatan

apabila memenuhi persyaratan kimiawi, fisika, mikrobiologis dan

radioaktif yang dimuat dalam parameter wajib dan parameter

tambahan. Serta dalam lampiran dijelaskan bahwa parameter

radioaktifitas alpha dan beta dalam air minum tidak boleh melebihi

kadar maksimum yang diperbolehkan yaitu 0,1 Bq/l untuk alfa dan 1

Bq/l untuk beta.

Menurut Sutrisno, dkk (2004) air minum harus memenuhi

ketiga persyaratan, yaitu syarat fisik, kimia dan bakteriologis.

Syarat fisik, yaitu air tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, air

harus jernih, tidak keruh, serta mempunyai suhu di bawah udara

sekitarnya (segar).

Syarat kimia, yaitu air tidak boleh mengandung racun, zat mineral

atau zat-zat kimia tertentu dalam jumlah melebihi batas yang

ditentukan.

Syarat bakteriologis, yaitu air tidak boleh mengandung bakteri-

bakteri penyakit (patogen) sama sekali dan tidak boleh mnegandung

bakteri e-coli melebihi batas yang telah ditentukan yaitu 1 bakteri e-

coli/100 ml air.

8

2.1.2 Pencemaran Air

Pencemaran adalah masuknya makhluk hidup, zat, energi dan

komponen lainnya dalam air atau udara, dan berubahnya komposisi

air atau udara oleh semua kegiatan manusia atau dari proses alam,

sehingga kualitas air atau udara menjadi kurang atau bahkan menjadi

tidak berfungsi lagi sesuai peruntukannya. Sedangkan pencemaran

air merupakan penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal

(Kristanto, 2002). Pencemaran air merupakan persoalan yang khas

yang terjadi di sungai-sungai dan badan-badan air. Sumber

pencemaran air terutama disebabkan aktivitas manusia dan dipicu

secara kuadratik oleh pertumbuhan penduduk (Sunaryo,dkk, 2005).

Karena sungai memiliki peranan yang sangat penting bagi

kehidupan, maka kualitas air sungai berdasarkan peruntukannyapun

juga harus diperhatikan. Kualitas air sungai pada musim kemarau

dan penghujan berbeda, yaitu kualitas air sungai pada musim

kemarau dipengaruhi oleh kualitas sumber air yang mengalir ke

sungai, sedangkan kualitas air sungai pada musim kemarau

dipengaruhi selain oleh kualitas sumber air juga oleh kualitas air

hujan yang masuk ke sungai, baik yang langsung maupun setelah

melewati lahan pertanian atau perkebunan, area industri, dan rumah

penduduk (Rusmanto dan Agus, 2007).

Air di beberapa bagian di dunia ini tercemar oleh logam

beracun oleh wilayah industri, radionuklida, hidrokarbon dari kilang

minyak dan pestisida dari industri pertanian dan sisa dari

penggunaan beberapa produk pertanian pada tanaman. Salah satu

contoh pencemaran air permukaan ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Limbah ini tidak sama dengan limbah organik, logam tidak dapat

terurai, dapat terserap pada mahluk hidup dan beberapa logam berat

seperti arsenik (Ar), selenium, zink, mangan, timbal, merkuri dan

kadmium harus dihilangkan dari lingkungan (Okunowo, Liasu,

2010). Menurut Olguin dan Gloria (2012) adanya logam pada

ekosistem perairan misalnya, sungai, kolam dan danau, memberikan

kemungkinan bahaya pada kesehatan manusia dan ekosistem hidup

lainnya karena toksisitas, bioakumulasi, tak dapat diuraikan dalam

lingkungan.

Air limbah dapat berasal dari berbagai sumber yaitu domestik,

industri dan pertanian. Polutan atau bahan pencemar adalah bahan-

bahan yang bresifat asing bagi alam atau bahan bahan yang berasal

9

dari alam tetapi bahan tersebut memasuki ekosistem sehingga

memasuki ekosistem tersebut (Effendi, 2003).Sedangkan polusi air

merupakan bentuk penyimpangan dari sifat-sifat air dari keadaan

normalnya.Semua air yang tersebar di alam tidak pernah terdapat

dalam keadaan murni, tetapi tidak semua air sudah terpolusi. Ciri-ciri

air tercemar bervariasi tergantung dari jenis air dan polutannya

(Fardiaz, 1992).

Gambar 2.1.Salah Satu Contoh Pencemaran Air Permukaan

Pencemaran domestik berasal dari rumah tangga, laundry,

pembersihan badan, dan ekskresi. Air limbah domestik mengandung

lebih dari 90% cairan. Polusi air domestik pada dasarnya disebabkan

dari pembuangan kotoran. Pembuangan kotoran didefinisikan

sebagai air yang dihasilkan dari rumah atau proses memasak

makanan dari tumbuhan dan termasuk ekskresi, sabun, material

organik, limbah makanan, minyak, deterjen, kertas dan kain,serta

hewan. Pembuangan kotoran domestik penyumbang terbesar dari air

limbah (Rana, 2006).

Jumlah aliran air limbah yang berasal dari industri sangat

bervariasi tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri,

pengawasan pada proses industri, derajat penggunaan air, serta

derajat pengolahan air limbah yang ada (Sugiharto, 1987). Limbah

industri mengandung banyak bahan pencemar, antara lain bahan-

bahan organik, garam-garam organik, logam-logam berat dan

sebagainya (Sumardjo, 2009).

Limbah kegiatan Pertanian dapat berasal dari pupuk kandang,

pupuk urea, pupuk tri super fosfat (3-SP), pupuk ZA serta pupuk

lainnya, serta insektisida. Pupuk dan insektisida ini dapat terbawa air

10

irigasi dan masuk kembali ke sungai (Sastrawijaya, 1991). Pestisida

tersusun dari unsur kimia yang jumlahnya tidak kurang dari 105

unsur, namun yang sering digunakan yaitu sekitar 21 unsur kimia.

Unsur atau atom yang sering digunakan yaitu arsenik (Ar), boron

(B), bromium (Br), kadmium (Cd), tembaga (Cu), karbon (C), klorin

(Cl), Flor (F), hidrogen (H2), ferum atau besi (Fe), plumbum (Pb),

magnesium (Mg), mangan (Mn), merkuri (Hg), nitrogen (N2),

oksigen (O2), fosfor (P), sodium, sulfur (S), dan seng (Zn)

(Subiyakto dan Sudarmo, 1988).

2.2 Logam Berat

Sekitar tiga perempat elemen kimia yang diketahui adalah

logam, karakteristik umumnya yaitu memiliki sifat kelistrikan dan

konduktivitas termalnya yang tinggi, dapat ditempa, mudah dibentuk,

serta dapat bersifat memantulkan cahaya. Aluminium (Al), besi (Fe),

kalsium (Ca), sodium (Na) dan magnesium (Mg) adalah logam yang

paling melimpah di kerak bumi. Hanya sedikit logam, seperti

tembaga (Cu), emas (Au), platinum (Pt) dan perak (Ag), ditemukan

pada tempat bebas. Kebanyakan logam berbentuk padat pada bentuk

alaminya (Rana, 2006).

Logam berat merupakan unsur-unsur kimia dengan bobot jenis

lebih dari 5 g/cm3 yang terletak disudut kanan sistem periodik serta

mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya

bernomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7 (Gambar 2.2).

Hg mempunyai urutan pertama dalam sifat racunnya dibandingkan

logam lainnya, yang diikuti oleh logam berat Cd, Ag, Ni, Pb, As,

Cr,Sn dan Zn (Waldchuk,1984 dalam Adli, 2012).

Gambar 2.2. Macam Logam Berat

11

Logam berat merupakan jenis pencemar yang sangat

berbahaya dalam sistem lingkungan hidup karena bersifat tak dapat

terbiodegradasi, toksik, serta dapat mengalami bioakumulasi dalam

rantai makanan (Anis,S dan Gusrizal, 2006 dalam Suhud,dkk, 2012).

Logam tidak mengalami degradasi baik secara biologis maupun

secara kimia, yang terjadi hanyalah logam akan mengalami

transformasi sehingga akan dapat meningkatkan mobilitas dan sifat

racunnya. Hal inilah yang akan dapat menjadi potensi polusi pada

permukaan tanah dan air dan dapat menyebar ke daerah sekitar

melalui air, penyerapan oleh tumbuhan yang nantinya akan

menyebabkan akumulasi pada rantai makanan (Juhaeti, dkk, 2009).

Tabel 2. Spesifikasi logam berat dari sumber antropogenik di

lingkungan

Logam

Berat

Sumber

As Pestisida dan bahan pengawet kayu

Cd Cat dan pigmen, elektroplanting, pengabuan dari

plastik yang terkontaminasi kadmium dan pupuk

fosfat

Cr Penyamakan kulit, industri baja, dan abu layang

dari batu bara

Cu Pestisida dan pupuk

Hg Lepas dari penambangan Au-Ag dan

pembakaran batu bara, limbah medis

Ni Industri sungai, peralatan dapur, alat operasi,

pencampuran baja, dan baterai

Pb Pemancaran antena dari pembakaran minyak

bumi, perakitan baterai, herbisida dan insektisida

(Ali, dkk, 2013).

12

Menurut peranannya dalam sistem biologi, logam berat

dibedakan menjadi logam berat esensial dan non esensial. Logam

berat esensial dibutuhkan oleh organisme hidup untuk fungsi vital

psikologis dan biokimia, tetapi kebutuhan logam esensial ini hanya

sedikit. Contoh logam esensial yaitu Fe, Mn, Cu, Zn, dan Ni (Cempel

dan Nikel, 2006; Gohre dan Paszkowski, 2006 dalam Ali, dkk,

2013). Sedangkan untuk logam non esensial merupakan logam yang

sama sekali tidak dibutuhkan oleh organisme untuk menjalankan

fungsi fisiologis dan biokimia, baik dalam jumlah sedikit sekalipun.

Contoh logam non esensial yaitu diantara Cd, Pb, As, Hg dan Cr

(Ali, dkk, 2013).

Logam berat masuk ke dalam lingkungan dari alam dan

sumber antropogenik. Sumber alam yang paling berpengaruh yaitu

pelapukan mineral, erosi dan aktivitas vulkanik, sedangkan sumber

antropogenik yaitu berasal dari pertambangan, peleburan,

elektroplanting, penggunaan pestisida dan pupuk yang mengandung

fosfat pada pertanian, pembuangan limbah, pelaksanaan industri,

jatuhan dari atmosfer, dan sebagainya, seperti yang ditunjukkan pada

Tabel 2 (Ali, dkk, 2013). Ada banyak jenis logam berat yang semua

dapat bersifat toksik bagi manusia, hewan dan semua mahluk hidup.

Diantaranya yaitu,

1. Timbal (Pb)

Timbal merupakan salah satu polutan yang paling

banyak yang terdapat di air dan timbal tidak diperlukan oleh

mahluk hidup dan bersifat racun (toksik) pada konsentrasi

rendah. Kelebihan Pb pada tumbuhan menghambat

fotosintesis, pertumbuhan, merusak nutrisi mineral dan

keseimbangan air, menyebabkan klorosis daun, dan nekrosis.

Jika kadarnya meningkat dari toleransi maksimum penyerapan

oleh manusia yang telah ditetapkan oleh WHO dapat

menyebabkan efek berbahaya pada kesehatan. Sifat racun Pb

meliputi pengaruh negatif pada sistem saraf pusat, ginjal, dan

tulang (Baysa, et all, 2006).

Logam Pb dapat berasal dari cat, pipa air, kaleng,

insektisida, pestisida, asap kendaraan bermotor dan asap

rokok. Kandungan timbal pada kaleng makanan dapat

meningkatkan kadar Pb pada makanan tersebut. Gejala

13

keracunan Pb yaitu diantaranya sakit perut, anemia, dan luka

pada sistem saraf periperal dan pusat (Rana, 2006). Keracunan

Pb kronik ditandai dengan depresi, sakit kepala, sulit

berkonsentrasi , daya ingat terganggu dan sulit tidur. Jika

timbal masuk ke dalam tubuh lewat makanan atau menghirup

uap timbal dalam waktu yang relatif pendek dengan kadar

yang relatif tinggi maka akan menyebabkan keracunan akut.

Keracunan akut dapat terjadi dengan gejalanya yaitu mual,

muntah, sakit perut hebat, kelainan fungsi otak, anemia berat,

kerusakan ginjal, bahkan dapat menyebkan kematian dalam

waktu 1-12 hari setelah terpapar. keracunan timbal pada anak-

anak juga dapat mengurangi kecerdasan. Penurunan kadar

kecerdasan intelektual (IQ) dibawah 80 akan terjadi jika kadar

timbal dalam darah mencapai tiga kali batas normal (asupan

normal sekitar 0,3 mg perhari). Kelainan ini disebabkan

karena timbal dapat menggantikan peranan mineral-mineral

utama seperti seng, tembaga dan besi dalam mengatur sistem

saraf pusat (Widaningrum, dkk, 2007).

Public Health Service di Amerika Serikat menetapkan

bahwa sumber air-air alami untuk masyarakat tidak boleh

mengandung timbal labih dari 0,05 mg/l (0,05 ppm),

sedangkan menurut WHO batas timbal dalam air yaitu 0,1

mg/l.

2. Tembaga (Cu)

Tembaga merupakan unsur yang diperlukan hanya

sedikit dan cukup untuk berfungsi pada beberapa enzim yang

terlibat pada transfer elektron (oksidasi fungsi sel khrome),

penghambat radikal bebas (katalase, superoksidasi oksidasi)

dan susunan melanin (tirosinase) dan juga dibutuhkan untuk

pemanfaatan besi dan sususnan hemoglobin (Rana, 2006).

Tembaga pada limbah industri dalam bentuk ion

bivalen Cu(II) sebagai hydrolitik product. Industri yang

dapat menghasilkan limbah tembaga yaitu seperti industri

pewarnaan, kertas, minyak serta industri pelapisan.

Konsentrasi logam tembaga pada air minum manusia tidak

lebih dari 1 ppm serta dapat bersifat racun pada semua

tumbuhan pada konsentrasi larutan di atas 0,1 ppm. Dan

14

bersifat racun pada domba pada konsentrasi diatas 20 ppm,

namun keberadaan logam ini pada makanan manusia tetap

dibutuhkan dan harus ada (Widaningrum, dkk, 2007).

Menurut Jaqob dan Uexkull (1963) dalam Napitupulu (2008)

unsur tembaga diserap oleh akar tanaman dalam bentuk Cu2+

dan dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit.

2.3 Radionuklida

Radionuklida merupakan unsur yang tidak stabil yang meluruh

untuk menjadi unsur yang stabil dengan memancarkan radiasi.

Proses ini menunjukkan keradioaktivan dan mempunyai satuan

Becquerel. Dimana 1 Becquerel satu sama dengan satu peluruhan per

detik (Laegreid, dkk, 1999). Satuan lain yang merupakan satuan lama

dari intensitas sumber radiasi yang masih digunakan yaitu Curie

disingkat Ci. Dimana 1 Ci adalah 3,7 x 1010 Bq dan 1 Bq= 27,027 x

10-12 Ci (Susetyo,1988).

Radiasi dapat merusak molekul biologi dan membahayakan

kesehatan. Pada dasarnya manusia terkena paparan radiasi dari

berbagai sumber. Paparan eksternal dari radiasi kosmik, radiasi dari

unsur radioaktif dari tanah, bangunan, radon, dsb terdapat sekitar

90% dari paparan total, sedangkan 10% sisanya berasal dari radiasi

internal, termasuk unsur radioaktif pada badan manusia sendiri

(Laegreid, dkk, 1999). Sedangkan menurut Susetyo (1988)

radioaktivitas merupakan gejala perubahan inti atom secara spontan

yang disertai radiasi berupa gelombang elektromagnetik, gejala ini

disebabkan oleh ketidakstabilan inti atom. Suatu individu atom

dengan satu nomor atom dan satu nomor massa tertentu disebut

sebagai nuklida, contohnya 1H1 dan 92U235. Nuklida yang bersifat

radioaktif disebut radionuklida.

Menurut Chussetijowati, dkk (2009) radiasi di lingkungan

berasal dari sumber radiasi alam dan radiasi buatan. Radiasi alam

misalnya dari radiasi kosmik dan terestrial, sedangkan radiasi buatan

berasal dari hasil samping kegiatan manusia, seperti pertambangan

uranium, pembakaran batu bara, radiasi yang digunakan dalam

diagnosa atau terapi medis, fasilitas teknologi nuklir lainnya yang

dapat menimbulkan radiasi baru. Radionuklida di lingkungan akan

terdispersi ke udara, air maupun tanah. Radionuklida di udara dapat

15

terdeposisi ke permukaan tanah atau air. Radionuklida dalam air dan

tanah dapat diserap oleh akar tanaman.

Di alam sudah terdapat radionuklida yang secara alami ada,

atau biasa disebut dengan NORM. NORM (Naturan Occuring

Radioactive Materials) merupakan unsur radioaktif alami yang

diambil dari alam, seperti dari batuan, tanah dan mineral. NORM ini

dapat terkonsentrasi dan meningkat kandungannya melalui kegiatan

industri (IAEA, 2001 dalam Mellawati, 2009). Terdapat beberapa

industri non nuklir dan aktivitas lainnya yang berpotensi memberikan

kontribusi NORM ke lingkungan yaitu salah satunya pada industri

pupuk fosfat dan penggunaan pupuk fosfat pada pertanian.

Menurut Savci (2012) penggunaan pupuk kimia memberikan

dampak yang berbahaya pada lingkungan, hal ini dikarenakan pupuk

kimia mengandung logam berat dan radionuklida dengan konsentrasi

tinggi. Logam berat dan radionuklida ini yang kemudian akan

terakumulasi pada lingkungan dan bersifat toksik bagi manusia.

Radionuklida yang sudah masuk ke dalam tubuh manusia atau

mahluk hidup lainnya akan menjadi sumber radiasi interna yang

dapat merusak sel-sel atau jaringan tubuh makhluk hidup

(Chussetijowati, dkk, 2009).

Gambar 2.3. Pupuk Fosfat

Pupuk fosfat merupakan pupuk yang sering digunakan dalam

pertanian, banyak macam dari pupuk fosfat diantaranya yaitu, triple

superphosphate (TSP), single superphosphate (SSP), pupuk

ammonium phosphate (DAP dan MAP), pupuk NPK (Gambar 2.3).

Pupuk fosfat mengandung logam berat dan radionuklida yang berasal

dari batuan fosfat. Batuan fosfat merupakan bahan baku pembuatan

pupuk fosfat pada industri pupuk (El-Taher dan Mohamed, 2013).

16

Perhatian utama yang berhubungan dengan radionuklida pada pupuk

yaitu

1. Meningkatkan paparan radiasi pada industri pupuk

2. Kemampuan akumulasi pada tanah dengan

meningkatkan paparan radiasi ke pekerja pada

ladang, dan meningkatkan menyerapan pada

tanaman.

Ada dua sumber utama inti radioaktif yang terkumpul dalam pupuk

yaitu

1. 40K, terjadi alami dari isotop potasium.

2. Uranium dan Thorium dan unsur luruhnya yang

berasal dari batu phospat

Radionuklida Uranium

Radionuklida uranium yaitu 238U, merupakan radionuklida

yang paling banyak berada pada batuan fosfat. Berdasarkan sifatnya

yang memancarkan radiasi γ, maka 238U mempunyai potensi bahaya

yang lebih tinggi jika diserap oleh mahluk hidup. Bahaya radiasi

terhadap mahluk hidup yaitu dapat merusak jaringan biologis dan

menyebabkan perubahan kimia dari zat-zat biotiknya, seperti enzim

dan asam nukleat sehingga akhirnya dapat menyebabkan kematian

atau pengaruh mutagenik (Mellawati, 2009). U238 mempunyai

ummur paro 4,5 x 109 yang memancarkan radiasi tipe α dan γ,

apabila masuk dalam tubuh radionuklida ini akan ikut dalam

peredaran darah dan mengendap pada ginjal (Muzakky dan Sri,

2008).

Radionuklida Thorium (Th)

Radionuklida thorium yaitu 232Th, Th232 merupakan salah

satu radionuklida alam. Radionuklida ini berumur paro 1,41 x1010

tahun, radionuklida ini dapat mengendap dalam ginjal dan tulang

manusia serta dapat berdampak pada metabolisme tubuh.

Radionuklida ini dengan konsentrasi 1 μCi saja dapat tinggal di

dalam tulang manusia hingga 50 tahun. Th232 dapat ditimbulkan dari

pabrikasi bahan bakar yang terlepas, test senjata nuklir, kecelakaan

reaktor nuklir (Muzakky, dan Sri, 2008) serta dapat disebabkan

karena pupuk kimia.

Radionuklida Kalium (K)

Menurut Kariyam (2007), radionuklida kalium yaitu 40K,

yang merupakan radionuklida atau radioaktivitas yang diduga berasal

17

dari penggunaan pupuk dan pestisida pada areal pertanian atau

perkebunan. Radionuklida ini banyak terdapat pada sayuran, buah-

buahan, batuan serta tanah dan pasir. Potasium (K40) mengandung

0,012% isotof radioaktiv 40K. 40K mempunyai waktu paruh 1.28 x

109 tahun. Unsur radioaktif pada batu fosfat yaitu uranium, thorium,

radium dan anak luruhnya. Unsur ini ada dimana-mana secara alami

dan meluruh menjadi α, β dan 𝛾(Laegreid,et al, 1999).

2.4 Fitoremediasi

Fitoremediasi pada dasarnya mengacu pada penggunaan

tumbuhan dan mikroba tanah untuk mengurangi konsentrasi atau

efek racun kontaminan pada lingkungan. Fitoremediasi dapat

digunakan untuk menghilangkan logam berat dan radionuklida dan

juga polutan organik. Teknik ini ramah lingkungan. Fitoremediasi

berasal dari kata Phyto (fito) yang berarti tanaman dan remedium

yang berasal dari bahasa latin yang memiliki arti memperbaiki atau

menghilangkan. Tanaman hijau memiliki kemampuan yang sangat

besar untuk menyerap polutan dari lingkungan dan menyelesaikan

detoksifikasi dengan mekanisme yang beragam. Fitoremediasi

merupakan metode yang membutuhkan biaya yang paling murah

diantara metode yang lainnya (Ali, dkk, 2013).

Ada beberapa teknik fitoremediasi meliputi Phytoextraction

(atau phytoaccumulation), phytofiltration, phytostabilization,

phytovolatilization, dan phytodegradation (ditunjukkan pada Gambar

2.4). Perbedaan teknik-teknik ini akan dijelaskan lebih terperinci

sebagai berikut,

a. Phytoextraction

Phytoextraction ini juga diketahui sebagai

fitoakumulasi, fitoabsorpsi atau phytosequestration, yaitu

penyerapan kontaminan dari tanah atau air dengan akar

tanaman dan mentranslokasikannya dan mengakumulasikan

pada bagian tanaman yang dapat dipanen atau bagian atas

permukaan, yaitu bagian tunas (Ali, dkk, 2013). Translokasi

logam berat ke tunas merupakan proses biokimia. Teknik ini

sangat tepat diaplikasikan untuk menghilangkan kontaminan

dari tanah, sedimen dan sludge.

18

b. Phytofiltration

Phytofiltration merupakan teknik menghilangkan

polutan dari permukaan air yang terkontaminasi atau air yang

tercemar dengan tanaman. Phytofiltration bisa menggunakan

rizofiltrasi (penggunaan akar tanaman) atau blastofiltrasi

(menggunakan biji-bijian) atau caulofiltrasi (menggunakan

tunas tanaman yang dipotong; caulis dalam bahasa latin yaitu

tunas). Pada teknik phytofiltrasi, kontaminan akan di

absorpsi atau di adsorpsi dan dengan begitu pergerakan

kontaminan pada air tanah dapat diminimalisir (Ali, dkk,

2013).

Gambar 2.4. Macam-macam teknik fitoremediasi

c. Phytostabilization

Phytostabilisasi atau fitoimobilisasi merupakan

penggunaan beberapa tanaman untuk menstabilkan

kontaminan dari tanah yang tercemar. Teknik ini digunakan

19

untuk menurunkan mobilitas dan adanya aktivitas biologi

polutan di lingkungan, hal ini mencegah berpindahnya

polutan menuju ke permukaan air atau kedalam makanan.

Tanaman dapat mengurangi logam berat pada tanah sampai

habis, dimana mekanismenya yaitu penyerapan dari akar,

pengendapan, pengumpulan pengurangan valensi logam pada

rizosfer (Ali, dkk, 2013).

d. Phytovolatilization

Phytovolatilization merupakan penyerapan polutan

dari tanah dengan tanaman, tanaman ini mengubahnya

dengan bentuk penguapan dan kemudian melepasnya ke

atmosfer. Teknik ini dapat digunakan untuk polutan organik

dan beberapa logam berat seperti Hg dan Se. Tetapi,

penggunaannya terbatas dengan fakta bahwa teknik ini tidak

mengurangi polutan secara lengkap, hanya mengirim dari

satu bagian (tanah) ke bagian lainnya (atmosfer), dimana

polutan dapat tersimpan lagi (Ali, dkk, 2013).

e. Phytodegradation

Phytodegradation merupakan penurunan polutan

organik oleh tanaman dengan bantuan enzim contohnya

dehalogenase dan oksigenase, yang tidak bergantung pada

mikroorganisme yang berhubungan dengan rhizosfer.

Phytodegradation sangat sedikit menghilangkan polutan

anorganik karena logam berat bersifat tidak terdegradasi

secara biologi. Teknik ini mendapat perhatian peneliti untuk

mengurangi beberapa macam polutan organik termasuk

herbisida dan insektisida buatan (Ali, dkk, 2013).

f. Rhizodegradation

Rhizodegradasi merupakan proses penguraian dan

penghilangan polutan organik pada tanah dengan

mikroorganisme pada rizosfer (Ali, dkk, 2013).

g. Phytodesalination

Phytodesalinasi merupakan proses fitoremediasi oleh

tanaman untuk menghilangkan garam dari garam tanah yang

20

berlebihan supaya dapat membantu tanaman tumbuh dengan

normal (Ali, dkk, 2013).

Teknik-teknik fitoremediasi ini akan dijelaskan lebih singkat

pada Tabel 3.

Tabel 3. Beberapa teknik fitoremediasi

Teknik Keterangan

Phytoextraction Pengumpulan polutan pada

bagian yang dapat dipanen

seperti tunas

Phytofiltration Pengambilan polutan dari

air yang terkontaminasi

dengan menggunakan

tanaman

Phytostabilization Membatasi gerakan atau

mobilitas dan adanya zat

biologi dari polutan pada

tanah dengan akar tanaman

Phytovolatilization Mengubah polutan ke

bentuk yang mudah

menguap dan kemudian

melepasnya pada atmosfer

Phytodegradation Degradasi dari zat organik

dengan enzim tanaman

pada jaringan tanaman

Rhizodegradation Degradasi dari zat organik

pada rizosfer dengan

mikroorganisme yang

berhubungan dengan

rizosfer

Phytodesalination Menghilangkan kelebihan

garam dari garam tanah

yang berlebihan

(Ali, dkk,2013)

2.5 Tumbuhan Hiperakumulator

Kesuksesan fitoremediasi juga dipengaruhi oleh jenis

tumbuhan yang digunakan dalam perlakuan, tanaman yang cocok

21

untuk mengakumulasi logam tertentu dengan jenis logam lainnya

serta tingkat pencemaran sangat berbeda. Pada umumnya, tanaman

yang cocok untuk fitoekstraksi harus mempunyai kemampuan untuk

mengakumulasikan racun atau logam berat pada bagian atas (tajuk),

kemampuan hidup yang tinggi, dan toleransi kadar garam yang tinggi

dan pH tinggi. Selain itu, tanaman ini harus mempunyai biomassa

kering yang tinggi, mudah tumbuh, harus mengurangi dan

menstranslokasikan logam ke bagian tajuk secara efektif

(Ahmadpour, dkk, 2012).

Menurut Chaney, dkk (1995) dalam Hidayati (2005), tanaman

hiperakulator adalah tanaman yang dapat menyerap logam berat

sekitar 1% dari berat keringnya. Semua tumbuhan mempunyai

kemampuan menyerap logam tetapi dalam jumlah yang bervariasi.

Sifat hiperakumulator berarti dapat mengakumulasikan logam

tertentu dengan konsentrasi tinggi pada tajukmya. Salah satu contoh

tumbuhan hiperakumulator adalah eceng gondok (Gambar 2.5).

Gambar 2.5. Tanaman eceng gondok yang merupakan

salah satu contoh tanaman hiperakumulator

Menurut Sarma (2011) dalam Ahmadpour, dkk (2012)

setidaknya ada 500 jenis tanaman hiperakumulator yang terdiri atas

101 famili yang diklasifikasikan sebagai hiperakumulator logam,

termasuk Euphorbiaceae, Violaceae, Poaceae, Lamiaceae,

Flacourtiaceae, Asateraceae, Brassicacaeae, Caryophyllace dan

Cyperaceae.Tanaman-tanaman yang berpotensi sebagai

hiperakumulator beserta jenis kontaminannya dapat ditunjukkan pada

Tabel 4.

22

Tabel 4. Tanaman yang berpotensi sebagai hiperakumulator

Jenis Kontaminan Tumbuhan

Zn Thlaspi caerulescens, T.calaminare,

Sambucus, Rumex

Cd (kadmium) Thlaspi caerulescens, Sambucus, Rumex,

Mimulus guttatus, Lolium miscanthus

Pb (timbal) Lolium miscanthus, Thlaspi

rotundifolium

Co (kobalt) Agrostis gigantea, Haumaniastrum

robertii, Mimulus guttatus

Cu (tembaga) Aeanthus biformifolius, Lolium

miscanthus

Mn (mangan) Alyxia rubricaulis

Ni (nikel) Alyssum bertolonii, A.lesbiacum,

Berkheya coddii, Hybanthus floribundus,

Thlaspi goesingense, T. Montanum,

Senesio coranatus, Lolium miscanthus,

Phyllanthus serpentinus

Cs (sesium) Amaranthus retroflexus

As (arsenik) Reynoutria sachalinensis,

Chlamidomonas sp

Se (selenium) Astragalus racemosus

Fe (besi) Poaceae

Hg (merkuri) Arabidopsis thaliana

salinitas Attriplex spp., Halosarcia spp.,

Enneapogon spp.

Minyak bumi Euphorbia, Cetraria, Amaranthus

retroflexus

(Hidayati, 2005).

Mekanisme biologis dari hiperakumulasi unsur logam

pada dasarnya meliputi beberapa proses diantara yaitu,

1. Interaksi rizosferik, yaitu proses interaksi akar tanaman

dengan media tumbuh (tanah dan air). Dalam hal ini

tumbuhan hiperakumulator memiliki kemampuan untuk

melarutkan unsur logam pada rizosfer dan menyerap logam

bahkan dari fraksi tanah yang tidak bergerak sekali sehingga

23

menjadikan penyerapan logam oleh tumbuhan

hiperakumulator melebihi tumbuhan normal (McGrath et al.

1997 dalam Hidayati, 2005)

2. Proses penyerapan logam oleh akar pada tumbuhan

hiperakumulator lebih cepat dibandingkan tumbuhan normal,

terbukti dengan adanya konsentrasi logam yang tinggi pada

akar (Lasat 1996). Akar tumbuhan hiperakumulator memiliki

daya selektifitas yang tinggi terhadap unsur logam tertentu

(Gabbrielli et al. 1991 dalam Hidayati, 2005)

3. Sistem translokasi unsur dari akar ke tajuk pada tumbuhan

hiperakumulator lebih efisien dibandingkan tanaman normal.

Hal ini dibuktikan oleh rasio konsentrasi logam tajuk/akar

pada tumbuhan hiperakumulator lebih dari satu (Gabbrielli et

al. 1991 dalam Hidayati, 2005).

Menurut Hidayati (2005) karakteristik tumbuhan

hiperakumulator diantaranya yaitu:

1. Tahan terhadap unsur logam dalam konsentrasi tinggi

pada jaringan akar dan tajuk

2. Tingkat laju penyerapan unsur dari tanah yang tinggi

dibanding tanaman lain.

3. Memiliki kemampuan mentranslokasi dan

mengakumulasi unsur logam dari akar ke tajuk dengan

laju yang tinggi.

Beberapa tanaman air mempunyai kemampuan tinggi untuk

mengakumulasikan logam berat atau zat yang bersifat racun lainnya

dengan mekanisme yang berbeda, dan kemudian akan membersihkan

dari kontaminan pada air. Eceng gondok (Eichhornia crassipes) dan

kayu apu yang telah terbukti secara efektif untuk menghilangkan

beberapa logam berat dan zat kontaminan lainnya pada air

(Alvarado, dkk. 2006).

Sistem tanaman air merupakan suatu teknik dan rancangan

yang menggunakan tanaman air pada perlakuaannya untuk

pencemaran air dari industri maupun domestik. Sistem ini di desain

untuk mencapai tujuan yang lebih spesifik dari treatmen pencemaran

air. Sistem ini dibedakan menjadi dua kategori yaitu

Sistem dengan tanaman air yang mengapung seperti

eceng gondok, kayu apu

24

Sistem dengan tanaman air yang terendam seperti

rumput air, semacam seledri air, water milfoil

Penggunaan dua sistem diatas dapat menghilangkan

kontaminan seperti senyawa campuran nitrogen, BOD, hidrokarbon,

dan logam berat serta senyawa berbahaya lainnya dari air yang

tercemar. Penggunaan tanaman air ini ada keuntungan dan kerugian.

Keuntungannya yaitu harga tanaman dan tempat air sangat murah,

teknologi tradisional, mudah dipraktekkan, tempat air sangat mudah

untuk dibuat, pengoperasiannya mudah, dan pengadaannya murah,

serta logam berat yang telah terserap oleh tanaman tidak dapat

kembali lagi ke air. Sedangkan kerugiannya yaitu bahan yang

bersifat beracun dapat mempengaruhi kesehatan dan pertumbuhan

tanaman dan kemampuan menyerapannya akan menurun (Liu, 2007).

2.6 Adsorpsi

Adsorpsi (adsorption) penyerapan suatu molekul atau suatu

zat pada permukaan partikel secara fisik tanpa reaksi kimiwi yang

terjadi antara subtrat (zat penyerap) dengan produk yang terserap

misalnya karbon aktif dan sebagainya. (Makfoeld, dkk, 2002).

Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi

terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau

benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara

substansi dengan penyerapnya. Definisi lain mengenai adsorpsi yaitu

sebagai suatu peristiwa penyerapan pada lapisan permukaan atau

antar fasa, dimana molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan

pengadsorpsi atau adsorben (Bradi, 1999 dalam Adli, 2012).

Menurut Schweitzer (1983) dalam Hasanah (2010), adsorpsi

merupakan kecenderungan zat padat untuk menyerap atau menarik

molekul-molekul gas atau cairan pada permukaannya, zat padat

inilah yang disebut adsorben dan bahan yang terserap disebut

adsorbat. Adsorpsi dibedakan menjadi dua yaitu,

Adsorpsi fisik merupakan adsorpsi yang disebabkan oleh

interaksi antara adsorben dan adsorbat pada permukaan

karena adanya gaya tarik van der waals atau ikatan hidrogen

(Oscik, 1982 dalam Hasanah, 2010). Pada adsorpsi ini

adsorbat tidak diikat dengan kuat pada permukaan adsorben

sehingga dapat bergerak ke bagian permukaan adsorben yang

25

lainnya. adsorsi jenis ini biasanya bersifat reversible (dapat

balik) karena adsorbat dapat dilepas kembali dengan adanya

penurunan tekanan gas dan penurunan konsentrasi larutan

(Parker, 1984 dalam Hasanah, 2010).

Adsorpsi kimia merupakan adsorpsi yang sifatnya lebih kuat

dari pada adsorsi fisika, hal ini karena adanya interaksi yang

kuat antara adsorbat dan adsorben sehingga adsorbat tidak

dapat bergerak ke permukaan adorben lainnya (Parker, 1984

dalam Hasanah, 2010). Absorpsi kimia biasanya proses

terjadinya di awali dengan adsorpsi fisika (Atkins, 1999

dalam Syauqiah, 2011).

Gambar 2.6. Adsorpsi logam oleh akar tanaman

Umumnya bahan yang digunakan untuk adsorpsi disebut

adsorben. Sebagian besar adsorben yang digunakan pada

perlakuan pencemaran air berupa padatan, misalnya zeolit,

bentotit dsb.Namun metode ini memiliki kelemahan karena

prosesnya rumit, memakan waktu dan membutuhkan tenaga

terampil. Maka dari itu dikembangkan metode adsorpsi

menggunakan biomassa tanaman yang dikenal dengan

fitoremediasi. Penyerapan logam oleh tanaman dapat dilihat pada

Gambar 2.6 (Gardea, dkk, 2005). Menurut Reynold (1982)

dalam Syauqiah dkk (2011) adsorpsi adalah reaksi eksoterm.

Maka dari itu tingkat adsorpsi umumnya meningkat seiring

dengan menurunnya suhu. Waktu kontak merupakan hal

yang menentukan dalam proses adsorpsi. Waktu kontak yang

26

lama memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul

zat terlarut yang teradsorpsi berlangsung lebih baik.

2.7 Gaya van der Waals

Gaya van der Waals dapat digambarkan oleh molekul air

yang tertarik satu sama lain karena adanya gaya elektrostatik, seperti

pada Gambar 2.7 . Gaya van der waals umumnya ditemukan di

dalam molekul non-polar seperti gas hidrogen (H2), karbondioksida

(CO2), nitrogen (N2), dan gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, dsb) (Lee,

1999 dalam Hasanah, 2010).

Menurut Sukardjo (1985) dalam Hasanah (2010), gaya van

der Waals dalam fasa cair menyebabkan molekul-molekul dapat

mengelompok, sedangkan dalam fasa padat dapat mengelompokkan

atom atau molekul dalam susunan yang teratur di dalam kristal

molekulnya. Gaya van der Waals terdiri dari beberapa jenis yaitu

gaya orientasi, induksi dan dispersi.

Gambar 2.7. Struktur Ikatan Hidrogen

2.8 Tanaman Kangkung

Kangkung (Ipomoea aquatica Forsk) atau dalam bahasa

inggris disebut water spinach merupakan suatu tanaman herba

berwarna hijau yang merambat. Biasanya spesies tanaman ini

tumbuh dengan baik sebagai tanaman panen pada daerah dengan

temperatur di atas 25 °C. Kangkung terdiri dari banyak jenis

(Patnaik, 1976 dalam Baysa, dkk, 2006). Tanaman ini biasanya

banyak ditemukan pada daerah berlumpur atau dapat mengapung

pada rawa berair dan juga kolam. Daun dari tanaman ini panjangnya

sekitar 15 cm dan lebarnya 2-3 cm dan mengapung pada air tercemar

(Lin, dkk, 2012 dalam Zhang, 2014).

27

Kangkung air merupakan jenis kangkung yang tidak

berkelamin dan cara pengembangbiakannya secara pembelahan

vegetatif. Akarnya merupakan modifikasi tajuk yang tumbuh

menjadi tanaman sendiri ketika terpisah dan terbawa oleh air, hewan,

dan manusia dan menetap dengan mudah pada tempat baru (Patnaik,

1976 dalam Baysa, dkk, 2006). Tajuk dan daun muda yang

panjangnya 30-40 cm biasanya digunakan untuk sayuran yang

merupakan sumber mineral seperti besi dan vitamin A, C dan E

(National Academy of Science, 1976 dalam Baysa, 2006). Kegunaan

yang lain pada tanaman ini yaitu meliputi: pakan ternak, pencahar,

pengobatan lambung dan usus, dan pengatur kualitas air (Baysa,

2006).

Menurut Yang, dkk (2012) dan Chen, dkk (2010) dalam

Zhang (2014), tanaman ini sangat banyak di konsumsi oleh

masyarakat dibandingkan dengan tumbuhan air lainnya, kangkung

juga dapat digunakan untuk menyerap logam berat, zat pencemar

organik, fitoekstraksi kadmium (Wang, dkk, 2008 dalam Zhang

2014) dan karotenoid (Fu, dkk, 2011 dalam Zhang, dkk, 2014), dan

treatmen pencemaran air secara alami.

Gambar 2.8. Tanaman Kangkung

Kangkung dapat menyerap beberapa komponen organik dan

anorganik termasuk logam berat dalam air tercemar. Tanaman ini

menyerap dan memasukkan bahan berbahaya ke dalam tubuhnya.

Kangkung dapat digunakan untuk menghilangkan nitrat dari air

tercemar, seperti selokan dan sampah kota, dan mempunyai

kemampuan maksimum pada air sekitar 15-20% anak sungai.

Kangkung mempunyai kemampuan lebih besar dari tanaman rawa

(Thypha) atau eceng gondok (Eichhornia crassipes) yang digunakan

28

untuk mengontrol nutrien permukaan danau, lahan pertanian dan dari

kotoran treatment tanaman (Lehtonen, 1993).

2.9 Tanaman Seledri

Seledri mengandung zat glucoida, apiin, apiol dan plavonoid.

Zat-zat tersebut dapat berfungsi sebagai obat peluruh keringat,

penyembuh demam, rematik, darah tinggi, sukar tidur dan

pertumbuhan rambut. Di indonesia seledri merupakan salah satu

komoditas ekspor-impor. Seledri mengandung vitamin C dan

material yang dapat meningkatkan kesehatan seperti menurunkan

kolesterol dan membantu mencegah penyakit kanker. Benih seledri

dapat digunakan anti-rematik, pereda nyeri, antiseptik sistem urin,

meningkatkan ekskresi asam uric, menurunkan tekanan darah, dll

(Modaresi, dkk, 2012). Seledri merupakan tanaman yang dapat

mengakumulasi As dengan konsentrasi yang tinggi pada tajuknya

(Huang, dkk, 2006 dalam Chuan-ping,dkk, 2012).

Gambar 2.9. Tanaman Seledri

Menurut Kabir, dkk (2010) seledri mengandung zat bioaktif

phenol yang disebut furanocoumarins. Pada seledri ada tiga jenis

fototoksik furanocoumarins yaitu psoralen (P), xanthotoxin (8-

methoxypsoralen) (X) dan bergapten (5 methoxysoralen) (B).

2.10 Tanaman Genjer

Tanaman Genjer merupakan tanaman rumput liar yang

tumbuh di lingkungan berair. Tanaman ini umumnya tumbuh dirawa

berair dangkal, selokan, genangan dan lahan padi yang basah, juga

terdapat pada genangan air bersih. Genjer merupakan tanaman yang

29

tetap berwarna hijau dengan sebuah akar yang pendek dan besar

dengan sistem perakarannya serabut. Bagian pucuk biasanya berdiri

tegak, bentuknya segitiga dengan tinggi sampai 120 cm, bagian

bunganya merupakan cara pengembangbiakan secara vegetatif.

Tanaman genjer memiliki daun dengan warna hijau muda, dan

muncul diatas air (Abhilash,dkk, 2009).

Gambar 2.10. Tanaman Genjer

Genjer hidup pada lingkungan yang berair (aquatic),

umumnya ditemukan tumbuh pada daerah jenuh, subur dan

berlumpur. Tanaman ini dapat berreproduksi secara vegetatif dan

dengan biji. Biji mengandung kapsul buah yang masak atau folikel

yang bisa mengapung dan dapat tersebar melalui aliran air.

Sedangkan perkembangbiakan secara vegetatif dapat dilakukan

dengan cara tanaman dewasa akan berbunga, kemudian bunga

tersebut akan menjadi buah, kapsul buah akan bengkok ke atas air,

setelah buah masak, biji buah akan keluar dan tersebar melalui aliran

air. Kapsul yang kosong dapat berkembang menjadi individu baru

secara vegetatif disamping induknya atau mengapung ke perairan

(Ranawakage,dkk, 2014).

2.11 AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer)

AAS merupakan salah satu teknik analisis untuk mengukur

jumlah unsur berdasarkan jumlah energi cahaya yang diserap oleh

30

unsur tersebut dari sumber cahaya yang dipancarkan. Prinsip

kerjanya yaitu berdasarkan penguapan larutan sampel, kemudian

logam yang terkandung di dalamnya diubah menjadi atom bebas.

Atom tersebut mengabsorpsi radiasi dari sumber cahaya yang

dipancarkan dari lampu katoda (hollow cathode lamp) yang

mengandung unsur yang akan dianalisis. Banyaknya penyerapan

radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut

jenis logam.

Prinsip pengukuran kandungan unsur-unsur dalam suatu

sampel menggunakan AAS yaitu mengukur intensitas cahaya yang

diteruskan oleh sampel cair yang berkolerasi dengan intensitas

serapan spektronik oleh unsur-unsur yang terdapat pada sampel.

Pengukuran ini sangat spesifik tiap unsur logam yang diteliti

(spesifik terhadap lampu reference) dan pengukuran ini khusus untuk

konsentrasi yang encer atau larutan (Karyasa, 2013).

Gambar 2. 11. Susunan Alat dan Cara Kerja AAS

Konsentrasi dari unsur pada sampel diketahui dengan

mengukur jumlah cahaya dari sebuah panjamg gelombang yang

spesifik diabsorpsi dengan atom dari unsur yang dilepas dari nyala.

AAS terdiri atas pengabut burner (untuk mengubah unsur pada

larutan menjadi atom bebas pada pengabutan udara acetylene),

monokromator yang berbentuk prisma atau celah (untuk

mendispersikan dan mengisolasi panjang gelombang yang

dipancarkan, dan fotomultiplier (untuk mendeteksi dan menguatkan

cahaya yang melewati monokromator). Sumber cahaya adalah

sebuah lampu katoda yang spesifik yang sesuai dengan kandungan

31

unsur yang mau dideteksi. Susunan alat dan cara kerja ditunjukkan

pada Gambar 2.11.

Cara kerja AAS yaitu atom dari elemen yang berbeda

menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang spesifik. Analisa

sebuah sampel untuk melihat jika sampel tersebut mengandung

elemen tertentu menggunakan sumber cahaya yang cocok. Sebagai

contoh untuk mengenalisa kandungan logam Pb, lampu yang

digunakan mengandung pancaran cahaya Pb, sehingga pancaran ini

akan diserap oleh atom Pb dari sampel. Pada AAS atom diatomisasi,

yaitu mengubah keadaan dasar dari atom bebas dalam keadaan uap.

Semakin besar atom yang berada dalam keadaan uap semakin besar

radiasi yang diserap. Jumlah cahaya yang diserap sebanding dengan

jumlah atom sampel.

2.12 XRF (Xray Fluoresense)

X-Ray Fluoresensi (XRF) merupakan salah satu metode

analisis tidak merusak yang digunakan untuk analisis unsur dalam

bahan secara kualitatif dan kuantitatif. Prinsip kerja alat ini yaitu

berdasarkan terjadinya tumbukan atom-atom pada permukaan sampel

atau bahan oleh sinar-X dari sumber sinar X (Jenkin, 1988 dalam

Kriswarini, dkk, 2010).

Ada beberapa komponen dari spektrometer XRF yaitu, sumber

sinar X (digunakan untuk meradiasi sampel), sampel yang akan diuji,

detektor (untuk mendeteksi hamburan sinar-X), MCA (Multi-

Channel Analyzer) yang berfungsi untuk memproses impuls dari

detektor sehingga dapat terbaca sebagai channel pada PC, serta PC

(berfungsi untuk menampilkan hasil keluaran. Skema alat

spektrometer XRF dapat dilihat pada gambar 2.12.

Analisis secara kualitatif dilakukan untuk menganalisi unsur

yang terkandung dalam bahan dan analisis secara kuantitatif

dilakukan untuk menentukan konsentrasi unsur dan bahan prinsip

kerja XRF berdasarkan identifikasi dan pencacahan karakteristik

sinar-X yang terjadi akibat efek fotolistrik (Fathoni,2013).

32

Gambar 2.12. Susunan Alat dan Cara Kerja XRF

XRF dapat digunakan untuk menganalisis kemurnian dari

suatu bahan (Karyasa, 2014) dan juga dapat digunakan untuk melihat

kandungan logam dan nonlogam dalam suatu bahan (sampel)

(Karyasa, 2013).

Gambar 2.13. Proses Fluoresense Sinar X

Prinsip kerja XRF pada Gambar 2.13 yaitu, saat foton sinar-X

ditembakkan pada suatu atom maka elektron dari kulit K akan

tereksitasi dan menimbulkan efek fotolistrik sehingga akan

menimbulkan hole. Adanya hole ini akan diisi oleh elektron dari

kulit di luarnya yaitu kulit L atau M. Perpindahan elektron dari kulit

terluarnya ke kulit K akan menyebabkan pancaran sinar-X Kα untuk

33

kulit L dan Kβ untuk elektron dari kulit M. Pancaran sinar inilah

yang dimanfaatkan untuk mengetahui jenis unsur dari sampel uji.

Setiap atom mempunyai pancaran sinar-X yang spesifik dengan

energi yang berbeda-beda sehingga akan menunjukkan puncak yang

khas pada pengujian sampel yang merupakan hasil uji XRF (Fathoni,

2013).

Menurut Masrukan, dkk (2007) komposisi dari suatu bahan

dapat diketahui menggunakan beberapa teknik spektrometri. Metode

spektrometri merupakan metode analisis suatu bahan dengan

peralatan tertentu yang hasil ujinya berupa spektrum (grafik) sumbu

X-Y. Salah satu teknik analisis komposisi bahan yaitu XRF.

Pengujian menggunakan alat XRF akan menunjukkan dua parameter

yaitu sumbu X berupa energi unsur dalam satuan keV dan sumbu Y

berupa intensitas cacahan perdetik (cps). Bahan yang dianalisis dapat

berupa bahan padat pejal dan serbuk. Sedangkan unsur yang dapat

dianalisis adalah unsur dengan nomor atom kecil yaitu mulai unsur

karbon (C) sampai dengan nomor atom besar yaitu uranium (U).

Gambar 2.14. Grafik hasil uji XRF

Spektrum-spektrum yang terukur pada XRF merupakan

spektrum yang khas dengan unsur tertentu, unsur-unsur yang terukur

akan membentuk puncak-puncak pada pola spektranya. Unsur yang

terukur biasanya unsur yang bersifat aktif terhadap XRF, sedangkan

unsur yang tidak reaktif tidak dapat diukur. Dengan mengukur luas

seluruh puncak tertentu untuk unsur tertentu dan membandingkannya

dengan luas seluruh puncak yang muncul maka dapat ditentukan

34

komposisi dari unsur-unsur yang menyusun mineral-mineral yang

ada dalam suatu sampel (Karyasa, 2013).

2.13 Detektor Geiger Muller

Detektor merupakan suatu bahan yang peka atau sensitif

terhadap radiasi. Setiap jenis radiasi mempunyai cara berinteraksi

yang berbeda-beda, sehingga suatu detektor yang sensitif terhadap

suatu jenis radiasi belum tentu sensitif pada jenis radiasi lainnya.

Misalnya detektor radiasi gamma belum tentu dapat mendeteksi

radiasi neutron (Bapeten, Tanpa Tahun).

Ada beberapa jenis detektor yang digunakan untuk mendeteksi

radiasi, salah satunya yaitu detektor isian gas (gas filled detector).

Detektor isian gas terdiri atas tiga macam detektor yaitu, detektor

kamar ionisasi (ionization Chamber), detektor proporsional dan

detektor Geiger Muller (GM). Detektor isian gas memiliki dua

elektroda, yaitu elektroda positif (anoda) dan elektroda negatif

(katoda), sedangkan gas yang digunakan sebagai bahan isian dapat

berupa udara kering pada tekanan atmosfer. Antara elektoda positif

dan negatif terdapat medan listrik.

Gambar 2.15. Detektor Isian Gas

Radiasi yang memasuki detektor akan memberikan sebagian

atau seluruh energinya untuk mengionisasi gas, sehingga timbul ion

positif dan ion negatif. Karena adanya medan listrik antara katoda

dan anoda, muatan listrik dapat dikumpulkan. Besarnya medan listrik

dapat diatur melalui pengaturan tegangan kerja detektor. Elektron

akan terkumpul dianoda dan ion positif pada katoda. Karena

elektoda-elektroda menarik ion yang berlawanan, maka akan terjadi

pengurangan muatan listrik pada masing-masing elektroda.

35

Penurunan muatan ini akan mengakibatkan penurunan tegangan

listrik antara kedua elektroda. Jumlah penurunan tegangan listrik

antara kedua elektroda akan sebanding dengan pasangan ion yang

terbentuk. Perubahan tegangan listrik akan mengakibatkan terjadinya

aliran listrik (pulsa) yang kemudian dapat diubah menjadi angka-

angka hasil cacahan radiasi (Bapeten).

Detektor Geiger Muller merupakan detektor radiasi pengion

yang paling tua dan sederhana, serta salah satu detektor yang banyak

digunakan dalam instrumentasi pengukuran radiasi (Bukit,

dkk.2012). Detektor GM bekerja pada daerah Geiger Muller. Gas

isian yang biasanya digunakan yaitu gas P-10, gas Helium dan gas

Argon. Detektor ini banyak digunakan karena sifatnya yang portabel

sehingga memudahkan pengukuran dimanapun.

Cara kerja detektor geiger muller yaitu ketika suatu partikel

memasuki tabung, partikel ini akan menarik elektron dari gas pengisi

dari tabung (misalnya atom dari gas Argon). Kemudian elektron

tertarik pada kawat yang berada dibagian tengah tabung, dan

berdesak-desakan diatas kawat, elektron akan menumbuk elektron

lainnya yang menyebabkan efek avalanche. Satu partikel tunggal

akan menyebabkan beberapa elektron tertarik ke kawat, yang dapat

menimbulkan pulsa yang mana dapat dikuatkan dan dihitung

besarnya. Detektor geiger muller sama dengan menjelaskan tabung

geiger muller. Tabung geiger muller bekerja menggunakan efek

ionisasi dari radioaktivitas. Detektor GM menjelaskan jumlah

partikel yang terdeteksi per menit (counts per minutes) (Anonim,

2013).

Ratemeter atau biasa disebut counter terdiri atas beberapa

jenis. Beberapa ratemeter berada terpisah dengan tabung GM dan

terdapat kabel yang menghubungkan diantara keduanya. Ratemeter

menunjukkan hasil cacahan yang terdeteksi. Karena range

pengukuran yang tidak menentu, tipe analog memberikan beberapa

range cacahan, hal ini dimaksudkan untuk menghitung laju cacahan

lebih tepat. Jumlah maksimum cacahan pada masing-masing skala

berbeda, mulai dari skala terkecil hingga yang terbesar. Pengguna

harus merubah skala yang lebih tinggi supaya laju cacahan dapat

terbaca. Desain ratemeter terbaru biasanya akan menentukan skala

secara otomatis (Anonim, 2009).

36

Gambar 2.16. Susunan Alat detektor Geiger Muller

Kerugian utama dari detektor GM yaitu tidak dapat

membedakan energi radiasi yang memasukinya, karena berapapun

energinya jumlah ion yang dihasilkan sama dengan nilai saturasinya.

Misalnya, dalam pengukuran tidak dapat membedakan secara

elektronik antara radiasi partikel alfa dan beta, juga tidak bisa

mengukur besarnya energi radiasi masing-masing partikel. Jumlah

ion yang dihasilkan sangat banyak, yaitu mencapai nilai saturasinya,

sehingga pulsa relatif tinggi dan tidak memerlukan penguat pulsa

lagi (Bapeten).

37

BAB III

METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia

Universitas Brawijaya Malang untuk penelitian kadar logam

berat, penelitian tentang radionuklida di laksanakan di

Laboratorium Central Universitas Negeri Malang serta penelian

menggunakan detektor Geiger Muller untuk mengukur laju

paparan arang tanaman dilaksanakan di Laboratorium Fisika

Lanjutan FMIPA Universitas Brawijaya Malang.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain yaitu

cawan penguap, desikator, gelas arloji, neraca analitik, oven,

penjepit kayu, spatula, botol vial, corong, hot plate, labu

erlenmeyer 100 ml, lemari asam, penghisap, pipet ukur 25 ml,

labu ukur 20 ml, pipet volume 3 ml, loyang, plastik bag, tanur,

AAS, XRF (X-ray Fluoresense) dan detektor Geiger Muller.

Bahan yang digunakan antara lain yaitu tanaman kangkung

air, genjer serta seledri, asam nitrat, kertas saring, aquades dan

aquabides, Pb(NO3)2, CuSO4.5H2O, serta pupuk kimia (NPK).

3.3 Kerangka Konsep

Variabel Terikat : Konsentrasi logam berat serta konsentrasi

unsur radioaktif pada tanaman

Variabel Bebas : Lama waktu penanaman tanaman pada air

tercemar serta tanaman yang digunakan

3.4 Metode Penelitian

3.4.1 Alur penelitian

Penelitian dilakukan secara berurutan mulai dari

preparasi sampel yang dimulai dari proses pembenihan

(khusus untuk tanaman kangkung), pengadaan tanaman,

aklimasi tanaman, pemindahan tanaman pada media air

limbah, pemotongan tanaman sesuai dengan hari yang

ditentukan, persiapan alat dan bahan untuk penelitian dengan

AAS, XRF (X-ray Fluoresense) dan Geiger Muller.

3.4.2 Persiapan sampel

3.4.2.1 Persiapan sample untuk uji AAS

38

Persiapan sample dilakukan yaitu dimulai dengan

pembenihan tanaman kangkung serta pengadaan tanaman seledri dan

tanaman genjer. Selain itu, bersamaan dengan persiapan (pembibitan

dan pengadaan) tanaman dilakukan pembutan limbah logam berat Pb

dan Cu yang akan digunakan sebagai media tanam bagi tanaman uji.

Pembuatan limbah buatan ini dilakukan dengan melarutkan garam

logam Pb dan Cu pada air dengan konsentrasi 5 ppm.

Penanaman kangkung dengan cara menanam biji tumbuhan

langsung pada pasir steril tanpa diberikan pupuk atau insektisida.

Penanaman dilakukan pada hari ke 0, dan dilakukan pencabutan

untuk diaklimasi dengan air sumur selama 7 hari setelah tanaman

berumur 7 hari. Setelah hari ke-8 proses aklimasi dilakukan

pergantian air dengan air tercemar. Sedangkan pengadaan tanaman

genjer diambil dari daerah persawahan dan untuk seledri diambil dari

daerah Kota Batu. Tanaman seledri dan genjer harus diaklimasi

terlebih dahulu sebelum ditanam dalam limbah buatan. Proses

aklimasi ini bertujuan supaya tanaman dapat beradaptasi dengan

lingkungan yang baru serta tanaman dapat meregenerasi bagian

tubuh yang rusak.

Proses aklimasi ini dilakukan dengan menumbuhkan

tanaman dengan air sumur selama 7 hari sebelum dimasukkan dalam

limbah simulasi. Setelah tanaman diaklimasi kemudian air sumur

tadi dibuang dan diganti dengan air limbah yang mengandung logam

berat Pb dan Cu. Tanaman yang akan digunakan kontrol akan

dipanen pada hari ke 7 aklimasi, sedangkan untuk tanaman yang

diteliti akan dipanen pada hari ke- 4,7, 10,13, dan 16 setelah proses

penanaman secara hidroponik dilakukan pada air limbah. Tanaman

yang telah dipanen pada hari yang ditentukan tersebut akan

dipisahkan antara bagian akar tanaman dan bagian lainnya. Pada

penelitian ini hanya bagian akar tanaman yang akan diukur

konsentrasi logam berat.

Bagian tanaman (akar) yang sudah siap akan mendapat

beberapa perlakuan untuk mendapat hasil yang sesuai dengan lama

waktu penanamannya. Akar yang sudah dipotong kemudian

ditimbang seberat 10 gram yang kemudian akan dikeringkan dalam

oven dengan suhu 105°C selama 1 jam. Setelah di oven sample akar

akan didinginkan dalam desikator, pendinginan dalam desikator ini

membutuhkan waktu beberapa menit (berkisar 5 menit).

39

Proses destruksi dilakukan untuk memisahkan zat dari

pengotornya, yaitu dengan cara sample akar yang telah dingin

dimasukkan dalam tabung erlenmeyer 100 ml yang diberi 15 ml

asam nitrat (HNO3). Setelah itu dipanaskan di atas hot plate dengan

suhu 160°C selama 1 jam. Proses ini dilakukan dalam lemari asam

supaya tidak membahayakan karena sifat asam nitrat yang

berbahaya.

Sample yang telah didestruksi kemudian didinginkan, setelah

sample dingin maka dilakukan proses penyaringan yang berfungsi

untuk memisahkan filtrat dan residunya. Filtrat yang dihasilkan

kemudian diambil sebanyak 3 ml untuk dilakukan proses

pengenceran. Filtrat 3 ml tersebut dimasukkan dalam labu ukur 20

ml dan ditambahkan aquabides sampai tanda batas labu. Setelah

aquabides dimasukkan maka selanjutnya dikocok supaya campuran

tadi menjadi homogen. Setelah itu sample siap untuk diukur

menggunakan AAS.

Sample akar yang telah siap diukur dengan AAS diberi kode

tiap tanaman, untuk memudahkan pengukuran. Sample tanaman

kangkung air diberi kode A1, genjer diberi kode A2 dan seledri

diberi kode A3. Begitupula untuk hari diberi kode H0 (tanaman

kontrol), H4 ( panen ke-1),H7 (panen ke-2), H10 (panen ke-3), H13

(panen ke- 4) dan H16 (panen ke-5).

40

Diagram alur persiapan sample penelitian untuk uji logam berat

menggunakan AAS

Mulai

Pembuatan limbah buatan

Pembenihan tanaman dan pengadaan tanaman

Penanaman tumbuhan pada air Limbah dengan cara

hidroponik

Pemanenan tanaman pada hari ke-4, 7, 10,13,dan 16

setelah proses penanaman hidroponik

Tanaman dipisahkan antara akar dan bagian lainnya, akar

dicuci bersih dan ditimbang 10 gram dan dioven menggunakan

suhu 105°C selama 1 jam

Didinginkan dalam desikator dan ditimbang sebanyak 3 gram

Didestruksi dan diberi 15 ml asam nitrat

Dipanaskan diatas hot plate dengan suhu

160°C selama 1 jam

Didinginkan dan disaring

Diambil 3 ml dan diencerkan menggunakan aquabides 20 ml

Dilakukan Uji AAS Selesai

41

3.4.2.2 Persiapan Sample untuk radionuklida

Tanaman yang digunakan terlebih dahulu melalui proses

pembibitan dan penanaman secara hidroponik (sama seperti

persiapan sample uji AAS), namun yang membedakan air yang

digunakan untuk menanam menggunakan pupuk NPK yang telah

dicairkan. Dalam penelitian ini digunakan larutan pupuk dengan

konsentrasi sebesar 2000 mg/l atau 2000 ppm. Setelah tanaman

berumur satu bulan setelah penanaman dalam air yang mengandung

pupuk, tanaman di panen.

Kemudian tanaman di panen beserta akarnya, dan dicuci

bersih untuk menghilangkan kotoran yang melekat pada bagian-

bagian tanaman. Setelah dicuci tanaman ditimbang seberat 2 kg

untuk selanjutnya masing-masing tanaman dimasukkan ke dalam

kantong plastik. Tanaman kemudian dimasukkan dalam loyang, dan

pada masing-masing loyang diberi label yaitu A1 untuk tanaman

kangkung, A2 untuk tanaman genjer dan A3 untuk tanaman seledri.

Hal ini untuk memudahkan dalam proses selanjutnya. Kemudian

tanaman tadi dikeringkan dalam oven dengan suhu 110°C selama 24

jam. Kemudian setelah di oven tanaman diletakkan dalam tanur pada

suhu 400°C selama 24 jam. Peletakan dalam tanur ini dimaksudkan

supaya tanaman menjadi abu, setelah 24 jam sampel abu didinginkan

dalam suhu ruang, setelah dingin sampel abu ditimbang untuk

mendapatkan berat abu.

Sampel yang akan diukur aktivitasnya terlebih dahulu

dihomogenkan, yaitu dengan cara sampel digerus menggunakan

mortal dan diayak dengan ayakan 100 mesh. Karena ukuran butiran

juga mempengaruhi besarnya aktivitas pada sampel. Besarnya

aktivitas semakin besar pada ukuran butiran lebih halus (Hutabarat,

2006).

Pengukuran besar laju paparan radiasi pada masing-masing

tanaman uji dilakukan sebanyak tiga kali pengukuran dan kemudian

diambil rata-rata pengukuran. Pada pengukuran sampel tanaman

diletakkan dalam sebuah wadah yang besar dan tingginya sama.

Tinggi wadah sampel diberi jarak 1 cm setelah sampel dimasukkan

dalam wadah, jarak ini dimaksudkan untuk memberi jarak antara

sampel uji dengan detektor supaya abu tidak masuk ke detektor.

Jarak antara bahan uji dengan detektor tidak boleh terlalu jauh,

karena akan mempengaruhi besar laju paparan yang terdeteksi oleh

42

detektor. Besarnya laju paparan yang diambil yaitu laju paparan yang

paling besar, hal ini dikarenakan sifat radiasi yaitu bersifat sporadis

(menyebar).

43

Mulai

Sample dipanen pada hari ke 30

Dicuci bersih dan ditimbang seberat 2 kg

Tanaman diletakkan dalam kantong

plastik untuk dibawa ke laboratorium

Masing-masing tanaman diletakkan dalam loyang, dan

diberi label A1(kangkung), A2(genjer), dan A3(seledri)

Loyang dimasukkan dalam oven untuk proses

pengeringan pada suhu 110°C selama 24 jam

Diletakkan dalam tanur selama 24 dengan suhu

400°C untuk menjadikan abu

Didinginkan pada suhu ruang

Masing-masing sampel

tanaman ditimbang beratnya

dan diambil seberat 1 gram

Masing-masing sampel

tanaman ditimbang beratnya

dan diambil seberat 5 gram

Sampel diukur persentase

massa menggunakan

XRF

Sampel diukur laju

paparannya

menggunakan detektor

Geiger Muller

Selesai

44

3.4.3 Pengukuran dengan AAS

Filtrat hasil destruksi kemudian dianalisis menggunakan

AAS pada panjang gelombang 217 nm untuk logam Pb dan 324,7

nm untuk logam Cu.

3.4.4 Analisi Data

3.4.4.1 Analisa data hasil AAS

Hasil hitung dari AAS berupa angka dengan satuan ppm,

angka tersebut merupakan besarnya konsentrasi logam berat pada

akar tanaman setelah didestruksi. Kemudian diplot dalam bentuk

grafik hubungan antara konsentrasi hitung logam berat terhadap

lamanya penanaman (waktu) dengan persamaan regresi fungsi

eksponensial, untuk mengetahui perubahan konsentrasi hitung logam

berat yang ada pada masing-masing tanaman ketika dilakukan

proses fitoremediasi (Astuti, 2012 dalam Sari, 2014).

3.4.4.2 Analisa data Hasil XRF dan Geiger Muller

Hasil pengukuran sampel menggunakan XRF berupa data

persentase unsur pada masing-masing tanaman. Selanjutnya data

persentase massa pada setiap unsur ini dibuat grafik. Grafik ini

menunjukkan hubungan persentase massa dan jenis unsur pada

masing-masing sampel tanaman yang dibuat dari persen massa unsur

terkecil sampai unsur terbesar. Dari persentase massa unsur ini

nantinya dapat diketahui aktivitas unsur yang diasumsikan bersifat

radioaktiv. Dalam penelitian ini unsur yang diasumsikan bersifat

radioaktif yaitu Kalium-40 (40K). Asumsi ini dibuat karena

kandungan unsur kalium yang paling tinggi diantara unsur terdeteksi

lainnya.

Hasil pengukuran dengan detektor Geiger Muller adalah laju

paparan pada masing-masing sampel. Dengan laju paparan yang

diketahui, selanjutnya dikonversikan menjadi besaran aktivitas.

Pengukuran unsur aktivitas disini digunakan asumsi bahwa laju

paparan yang dihasilkan merupakan laju paparan dari radionuklida

K-40. Aktivitas radionuklida dapat diketahui menggunakan rumus

sebagi berikut,

Lajupaparan(Ẋ) =AΓ

r2 … .1)

Γ = faktor spesifik radiasi gamma pada unsur

Ẋ = Laju paparan (mR/h)

45

r = jarak antara detektor dan sumber (m)

A = aktivitas radioaktif (Bq/Ci)

46

(Halaman Ini Sengaja Dikosongkan)

47

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Waktu kontak terhadap serapan logam Pb dan Cu

pada Tanaman

Konsentrasi awal logam pada air limbah buatan pada

penelitian ini yaitu sebesar 5 ppm. Dengan adanya konsentrasi awal

yang telah ditentukan bertujuan untuk melihat batas paparan logam

sehingga tanaman mampu menyerap dengan maksimal. Pada

percobaan ini bagian tanaman yang akan diteliti yaitu bagian akar.

Hal ini dikarenakan akar mampu mengakumulasi logam lebih tinggi

dibandingkan dengan bagian tumbuhan lainnya (Sari, 2014).

Hasil pengujian konsentrasi logam Pb dan Cu dengan

Spektrometer Serapan Atom (SSA atau AAS) dapat dilihat pada

Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pengaruh waktu kontak tanaman uji terhadap

konsentrasi logam Cu yang diserap oleh akar (konsentrasi awal Cu

5mg/l)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 5 10 15 20

Ko

nse

ntr

asi L

oga

m (

pp

m)

Waktu Kontak (Hari ke-)

Grafik Hubungan Konsentrasi logam Cu dan waktu

Kontaknya

Genjer

kangkung

seledri

exponengenjerexponenKangkungexponenseledri

48

Gambar 4.2. Pengaruh waktu kontak tanaman uji terhadap

konsentrasi logam Pb yang diserap oleh akar (konsentrasi awal Pb

5mg/l).

Berdasarkan Gambar 4.1 dan 4.2 dapat dilihat bahwa tanaman

yang paling banyak mengakumulasikan logam yaitu tanaman

kangkung, kemudian diikuti oleh tanaman genjer dan seledri, baik

pada akumulasi logam Cu maupun logam Pb. Selain itu juga dapat

diketahui hubungan antara waktu kontak tanaman dengan

konsentrasi akumulasi logam berat pada akar yang dapat didekati

dengan pendekatan eksponensial. Pendekatan eksponensial ini

dilakukan karena semakin lama waktu kontak tanaman dengan logam

berat maka semakin besar konsentrasi logam berat yang teradsorpsi

pada akar, tetapi tanaman mempunyai titik jenuh, yang berarti

setelah berada pada titik jenuh tanaman tidak lagi mampu menyerap

logam dan akan mati.

Hasil uji awal logam Pb setelah tanaman diaklimasi untuk

tanaman genjer yaitu sebesar 0,4 ppm.Sedangkan konsentrasi awal

logam Pb pada kangkung yaitu sebesar 0,025 ppm serta konsentrasi

awal logam Pb pada seledri sebesar 0,2638 ppm. Hal ini masih

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 5 10 15 20

Ko

nse

ntr

asi

Loga

m (

pp

m)

Waktu Kontak (Hari ke-)

Grafik Hubungan konsentrasi logam Pb dengan

waktu kontaknya

eksponen Genjer

Exponen Kangkung

Exponen Seledri

genjer

Kangkung

Seledri

49

dibawah batas ambang konsentrasi Pb pada buah dan sayur dan hasil

olahannya yang ditetapkan BSNI yaitu sebesar 0,5 mg/kg.

Sedangkan hasil uji awal logam Cu pada masing-masing tanaman

setelah diaklimasi yaitu sebesar 0,0565 ppm pada tanaman genjer,

0,2034 ppm pada tanaman kangkung, 0,0614 ppm pada tanaman

seledri. Hal ini masih di bawah batas ambang konsentrasi logam Cu

dalam sayuran yang ditetapkan oleh Badan Pengawas Obat dan

Makanan (BPOM) Departemen Kesehatan Indonesia yaitu sebesar 5

ppm (Mardiyono dan Hidayati, 2009 dalam Ratnasari, dkk, 2013).

Sehingga tanaman-tanaman di atas dapat digunakan untuk penelitian.

Hasil analisa konsentrasi akhir logam Cu dalam tanaman pada

hari 4, 7,10,13, dan ke-16 terjadi kenaikan konsentrasi logam Cu.

Akumulasi logam Cu yang paling besar terjadi pada waktu kontak 16

hari pada semua jenis tanaman uji. Sedangkan pada uji logam Pb

juga terjadi kenaikan konsentrasi logam pada semua jenis tanaman

uji dengan konsentrasi logam Pb terbesar pada waktu kontak 16 hari.

Menurut Sumiyati, dkk (2009) waktu tinggal optimum tanaman

air dalam mereduksi senyawa polutan adalah selama 4-15 hari. Maka

dari itu dalam penelitian ini dilakukan pengamatan kandungan logam

Pb dan cu pada hari ke-4 sampai 16 hari. Lama waktu kontak juga

mempengaruhi besarnya akumulasi logam pada tanaman,akan tetapi

jika kadarnya melebihi ambang batas dan tanaman sudah berada

pada kondisi jenuh, maka tanaman tidak akan mengakumulasi logam

lagi dan bahkan akan mati. Seperti menurut Salisbury dan Ross

(1995) dalam Mohamad (2011) bahwa faktor eksternal atau

lingkungan sangat berpengaruh terhadap penyerapan logam oleh

tumbuhan. Faktor eksternal ini seperti iklim, kesuburan tanah,

kesehatan tanaman dan lamanya waktu perlakuan.

4.2 Kandungan Unsur Pada Tanaman dengan Pemberian Pupuk

Kimia

Pada penelitian ini digunakan pupuk phonska mutiara yang

termasuk dalam salah satu kelompok pupuk fosfat. Pupuk fosfat

terbuat dari batuan fosfat. Dalam batuan fosfat terdapat logam berat

dan kandungan radionuklida. Untuk mengetahui unsur apa saja yang

terdapat pada tanaman yang ditanam dengan pemupukan pupuk

fosfat dilakukan uji XRF (X-Ray Fluorescence). Kandungan unsur

dalam tanaman dapat dilihat pada Gambar4.3. Pada Gambar 4.3

50

Gambar 4.3 Persentase massa unsur yang didapatkan pada masing-masing tanaman

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

K Ca Cl Fe Ni Si P Ti S Sr Eu Mn Mo Rb Cu Ba Re Zn Cr V

Per

sen

tase

Mas

sa (

%)

Unsur

Persentase massa pada Unsur dalam Tanaman

Genjer

Kangkung

seledri

51

dapat dilihat bahwa unsur yang paling besar yaitu unsur kalium (K)

pada semua tanaman uji. Nilai kalium terbesar pada tanaman genjer

dan diikuti tanaman kangkung dan seledri. Unsur kalium pada genjer

sebesar 41,7%, pada kangkung sebesar 37,2% serta 34,7% pada

seledri.

Kandungan unsur lainnya yang memiliki presentase massa

besar yaitu besi (Fe), Ca (kalsium), Cl (klor), nikel (Ni) ,silikon (Si) ,

fosfor (P), talium(Ti) dan belerang (S), sedangkan unsur lainnya

seperti stronsium (Sr), eopium (Eu), mangan (Mn),molibden (Mo),

rubidium (Rb), tembaga (Cu),barium (Ba), renium (Re), seng (Zn),

kromium (Cr) , vanadium (V) dan wolfram (W) memiliki presentase

kecil pada tanaman.

4.3 Radioaktivitas pada Tanaman yang ditanam dengan

pemupukan

Dalam penelitian ini didapatkan besarnya laju paparan radiasi

pada masing-masing tanaman dengan menggunakan detektor Geiger

Muller. Berat abu tanaman yang digunakan yaitu sebesar 5 gram.

Besarnya laju paparan yang terukur pada masing-masing tanaman

yaitu genjer sebesar 0,087 mR/h, kangkung sebesar 0,077 mR/h serta

0,056 mR/h untuk tanaman seledri. Besaran ini kemudian

dikonversikan menjadi besaran aktivitas menggunakan persamaan 1.

Besar aktivitas yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Aktivitas K40 pada masing-masing tanaman

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

genjer Kangkung seledri

Akt

ivit

as (

nC

i)

Tanaman

Aktivitas K-40 pada Tanaman

52

Pada penelitian ini diasumsikan laju paparan hasil uji dengan

besar yang telah disebutkan diatas merupakan laju paparan unsur

kalium, dalam hal ini kalium-40 (K40) yang bersifat radioaktiv.

Aktivitas asumsi ini dibuat dengan sebuah alasan yaitu unsur kalium

merupakan unsur yang persentase massanya terbesar pada uji XRF.

Serta unsur kalium-40 (K40) merupakan salah satu unsur yang

terdapat pada pupuk fosfat, selain unsur 238U dan 232Th (Saleh, dkk,

2007).

Aktivitas radionuklida kalium-40 yang terbesar terdapat pada

tanaman genjer, kemudian diikuti tanaman kangkung dan seledri.

Besarnya aktivitas pada masing-masing tanaman genjer, kangkung

dan seledri berturut-turut yaitu 1,117 nCi, 0,988 nCi dan 0,7189 nCi.

4.4 Pembahasan

4.4.1 Mekanisme Akumulasi Nutrisi dan Logam Berat Pada

Tanaman

Tanaman membutuhkan nutrien untuk kelangsungan hidupnya

seperti untuk pertumbuhan dan perkembangbiakannya. Nutrien yang

dibutuhkan tanaman berupa mineral dan air. Mineral yang

dibutuhkan oleh tanaman tersusun atas banyak unsur, unsur-unsur

tersebut ada yang dibutuhkan dalam jumlah banyak dan ada yang

dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit.

Tumbuhan menyerap unsur hara atau nutrien yang terlarut

dalam air. Masuknya unsur hara ke tumbuhan dapat dikatakan

sebagai masuknya unsur hara ke dalam sel. Sel yang sifatnya aktif

menyerap unsur hara adalah sel meristem yang terletak diujung akar.

Ada sedikit perbedaan antara penyerapan air oleh akar dan

penyerapan unsur hara oleh akar, yaitu penyerapan air dilakukan oleh

bulu akar, sedangkan penyerapan unsur hara dilakukan oleh sel

meristem. Penyerapan unsur hara pada dasarnya mirip dengan

penyerapan air, yang membedakan yaitu unsur hara diserap dalam

bentuk ion (bermuatan).

Penyerapan unsur hara dapat terjadi melalui proses difusi oleh

tumbuhan. Mekanisme penyerapan tumbuhan melalui akar akan

masuk ke dalam sel-sel tumbuhan dengan cara penyerapan pasif,

yaitu ion masuk ke jaringan tumbuhan dari media (larutan) yang

konsentrasi tinggi ke dalam sel-sel tumbuhan yang berkonsentrasi

lebih rendah.

53

Penyerapan nutrien oleh akar tanaman juga merupakan proses

aktif. Membran plasma pada endoderm memblok pergerakan ion

masuk ke akar karena sifatnya yang semipermeabel. Pada proses

aktif ini memerlukan energi untuk digunakan memindahkan nutrien

ke akar dan xilem. Sebuah protein pembawa (carier) yang spesifik

yang digunakan untuk mengikat ion nutrien dan membawanya

melewati membran.

Penyerapan unsur hara tanaman dapat bersifat aktif dan pasif.

Penyerapan unsur hara secara aktif menggunakan ATP (Adenosin

Triphosphate), sedangkan penyerapan unsur hara secara pasif jika

energi yang digunakan selain berasal dari ATP.

Pada cara tanam secara hidroponik larutan yang digunakan

harus kaya akan nutrisi yang diperlukan tanaman, baik nutrisi makro

maupun mikro. Nutrisi pada tanaman memiliki fungsi masing-

masing untuk perkembangan tanaman,misalnya unsur N (nitrogen)

berfungsi untuk memacu pertumbuhan vegetatif terutama pada daun

dan batang. Sedangkan nutrisi makro dan mikro sama-sama

dibutuhkan oleh tanaman pada jumlah yang berbeda-beda. Jika

jumlah ini tidak sesuai dengan kebutuhan tanaman maka akan

berpengaruh pada tanaman.

Menurut Laegreid, dkk (1999) nutrien tanaman dapat dibagi

menjadi tiga yaitu, makro nutrien terdiri atas unsur N,P dan K,

Nutrien utama (mayor nutrien) terdiri atas unsur kalsium (Ca),

magnesium (Mg), dan belerang (S), serta mikro nutrien, terdiri atas

unsur klorin (Cl), besi (Fe), mangan (Mn), boron (B), seng (Zn),

tembaga (Cu), molibdenum (Mo) dan nikel (Ni).

Kalium merupakan salah satu nutrien pokok pada tanaman.

Fungsi utama kalium pada tanaman yaitu untuk membantu osmosis

dan pergerakan ion, penting bagi fungsi enzim pada metabolisme

karbohidrat dan protein. Kalium atau bisa disebut potasium biasanya

diserap oleh tumbuhan dalam bentuk K+ (Laegreid, dkk ,1999).

Unsur hara mikro merupakan unsur hara yang hanya

diperlukan dalam jumlah sedikit oleh tumbuhan. Sehingga apabila

terdapat dalam jumlah besar, unsur ini akan bersifat racun bagi

tumbuhan. Salah satu unsur mikro yang mempunyai konsentrasi

massa tinggi pada pengujian XRF tanaman yaitu unsur besi (Fe),

nikel (Ni), serta unsur klor (Cl).

54

Setiap tanaman mempunyai kemampuan akumulasi logam

yang berbeda-beda. Tanaman hiperakumulator pada umumnya dapat

mengakumulasi logam sebanding dengan konsentrasi logam berat

yang ada di dalam limbah (Indrasti, dkk). Kemampuan penyerapan

logam yang berbeda-beda pada tanaman dipengaruhi oleh spesies,

morfologi tanaman, serta daya serap selektifnya dari masing-masing

tanaman (Singh, dkk, 2012). Semakin tinggi konsentrasi logam,

maka semakin banyak logam yang dapat diserap oleh tanaman.

Logam berat mempunyai sifat yang tidak dapat terdegradasi dan

bersifat toksik bagi tanaman. Ada beberapa respon terhadap logam

berat yang masuk ke dalam tanaman. Diantaranya yaitu dapat dilihat

pada Gambar 4.5, a). Mengikat ion logam pada dinding sel dan sel

darah putih akar, sehingga ion logam yang masuk ke dalam sel akan

berkurang; b). Menurunkan logam yang masuk melewati membran

plasma; c). Membran memompa keluar ke apoplas; d). Logam khelat

pada sitosol dengan ligan seperti fitokhelatin, asam organik dan asam

amino, dengan adanya ikatan khelat dengan logam akan mengurangi

toksisitas logam sehingga tidak berbahaya bagi tanaman e).

Pergerakan logam-ligan komplek melalui tonoplas dan akumulasi

pada vakuola; f). Menyimpan pada vakuola melalui tonoplas; g).

Induksi ROS dan stres oxidatif (Furini, 2012).

Gambar 4.5 Respon tanaman terhadap logam berat

55

Penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tumbuhan dapat

dibagi menjadi tiga proses yang berkesinambungan. Proses tersebut

yaitu dimulai dari penyerapan logam oleh akar, translokasi logam

dari akar ke bagian tumbuhan lain dan lokalisasi logam pada bagian

sel tertentu untuk menjaga agar tidak menghambat metabolisme

tumbuhan. Penyerapan logam oleh akar dilakukan dengan membawa

logam dalam bentuk ion ke dalam rizosfer dengan beberapa cara

bergantung pada spesies tumbuhan. Selanjutnya setelah logam

masuk, logam harus ditranslokasikan melalui xilem dan floem ke

bagian tubuh. Untuk meningkatkan efisiensi pengangkutan logam

diikat oleh suatu zat khelat (Priyanto dan Prayitno, 2006). Logam

yang masuk ke xilem akan dibawa menuju bagian tumbuhan lainnya

seperti batang dan daun. Setelah logam berada pada daun kemudian

akan melewati plasmalemma, sitoplasma dan tonoplas untuk

memasuki vakuola. Dalam vakuola logam akan diakumulasikan

sehingga logam tidak bersifat toksik bagi tumbuhan (Panjaitan,

2009). Translokasi logam juga dapat dilakukan pada akar (Priyanto

dan Prayitno, 2006).

Gambar 4.6 Penyerapan dan Akumulasi Logam Berat Oleh

Tanaman: 1).Penyerapan Logam Oleh Akar; 2). Translokasi; 3).

Lokalisasi

Tanaman menyerap logam-logam yang larut dalam air melalui

akar-akarnya dalam bentuk ion. Logam Pb diserap oleh tanaman

dalam bentuk Pb 2+. Di dalam akar tanaman ion logam akan

mengalami perubahan pH dan membentuk suatu zat khelat, atau

fitokhelatin. Fitokhelatin merupakan peptida yang mengandung 2-8

56

asam amino sistein di pusat molekul serta suatu asam glutamat dan

sebuah glisin pada ujung yang berlawanan. Fitokhelatin dibentuk

dalam nukleus yang kemudian melewati RE (retikulum endoplasma),

aparatus golgi, vasikula sekretori untuk sampai ke permukaan sel.

Bila bertemu dengan Pb dan Cu serta logam berat lainnya

fitokhelatin akan membentuk ikatan sulfida diujung belerang pada

sistein dan membentuk senyawa komplek sehingga Pb dan Cu serta

logam berat lainnya akan terbawa menuju jaringan tumbuha

(Haryati, dkk, 2012).

Fitokhelatin atau zat khelat yang terbentuk disebut fitosiderofor.

Fitosiderofor yang terbentuk akan mengikat logam dan membawanya

ke dalam sel akar melalui transpor aktif. Setelah logam masuk ke

dalam akar, maka selanjutnya logam akan ditransfer ke bagian

tanaman lainnya melalui xilem dan floem, dan selanjutnya

terakumulasi pada bagian tertentu (Syahputra, 2005).

Gambar 4.7 Mekanisme penghambatan Kerja enzim oleh logam

Pb

Unsur tembaga diserap oleh tanaman dalam bentuk Cu2+ yang

dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah sedikit yang digunakan

dalam proses oksidasi, reduksi dan pembentukan enzim (Jocob dan

57

Uexkull, 1963 dalam Napitulu, 2008). Unsur tembaga ini merupakan

unsur yang essensial atau dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah

sedikit. Kelebihan unsur ini pada tanaman akan bersifat toksik pada

tanaman.

Mekanisme bioremoval logam Cu dapat dihilangkan melalui

mekanisme pasif dan aktif. Mekanisme secara aktif terjadi karena

adanya kebutuhan logam Cu yang merupakan unsur mikro dalam

tanaman. Penyerapan logam Cu oleh tanaman membutuhkan suatu

zat khelat yang berfungsi untuk menyerap dan mengangkut unsur

logam. Khelat mampu mengikat dan menstabilkan logam. Khelat

yang dapat mengikat logam contohnya yaitu asam mugienik. Ikatan

kuat zat khelat dengan logam mampu mengubah logam yang bersifat

toksik menjadi tidak toksik dapat digambarkan pada Gambar 4.6

(Sumiyati, dkk, 2009).

Gambar 4.8 Ikatan Khelat dengan Logam Cu

Tanaman tidak dapat menyerap seluruh logam berat dalam

lingkungan. Hal ini seperti yang didapatkan pada penelitian ini, yaitu

kandungan logam tidak terserap seluruhnya yaitu dari 5 ppm hanya

terserap sebesar kurang lebih 4 ppm. Logam tidak terserap

seluruhnya ini dikarenakan logam yang sudah masuk ke dalam

tanaman akan diekskresikan dengan cara menggugurkan daunnya

yang sudah tua sehingga nantinya dapat mengurangi kadar logam,

selain itu disebabkan oleh pengendapan logam yang berupa molekul

garam dalam air yang tidak dapat masuk ke dalam tanaman.

Konsentrasi logam Pb pada masing-masing tanaman uji lebih

besar dari konsentrasi logam Cu. Hal ini diduga disebabkan salah

satu faktor yaitu konsentrasi awal logam Pb sebelum penelitian lebih

besar dari konsentrasi logam Cu. Kandungan Pb dan Cu yang tinggi

58

sebelum penelitian ini diduga disebabkan oleh air yang digunakan

untuk menyiram tanaman, media tumbuhnya dan penyerapan logam

melalui udara.

4.4.2 Radionuklida (40K) dalam Tanaman

Hasil pengukuran kandungan 40K dalam arang masing-masing

tanaman genjer, kangkung dan seledri berturut-turut yaitu 1,117 nCi,

0,988 nCi dan 0,7189 nCi. Atau jika dikonversi ke satuan Bequerel

sebesar 41,3 Bq, 36,6 Bq dan 26,6 Bq. Data ini menunjukkan bahwa

aktivitas yang terbesar yaitu pada tumbuhan genjer, kemudian diikuti

tanaman kangkung, dan seledri.

Radionuklida buatan dapat terlepas ke udara seperti halnya

pada radionuklida dari cerobong reaktor nuklir , yang kemudian akan

terbawa angin dan jatuh di air, dan juga bisa bersama air hujan dan

akan mencemari air permukaan. Selain radionuklida buatan, air

mendapatkan tambahan radionuklida dari alam yang juga dapat

menambah besarnya radionuklida di air permukaan. Air yang

merupakan sumber nutrisi bagi tumbuhan dan dalam beberapa kasus

air dapat digunakan sebagai media tumbuh dapat memberikan

kontribusi radioaktiv pada tanaman. Sehingga adanya radionuklida

pada tanaman bukan hanya berasal dari radionuklida buatan namun

juga disebabkan oleh radionuklida alam.

Kandungan radionuklida pupuk pada masing-masing negara

berbeda, hal ini dikarenakan oleh komposisi bahan yang digunakan

juga berbeda. Hasil pengukuran aktivitas radionuklida (40K) pada

tanaman uji menunjukkan besar aktivitas yang masih berada pada

skala kecil yaitu dalam skala Bequerel. Pada penelitian yang

dilakukan oleh Chibowski (2000) mengenai kandungan radionuklida

pada tanaman hanya berkisar dalam satuan becquerel, yaitu

kandungan radionuklida K-40 pada seledri (akar) sebesar 210 Bq/kg.

Radionuklida Kalium-40 tergolong dalam radionuklida

kosmogenik hasil reaksi antara radiasi kosmik dengan inti atom

utama di lapisan atmosfir rendah. Penyerapan radionuklida oleh akar

merupakan fenomena yang komplek, terutama untuk nuklida alam.

Penyerapan radionuklida oleh beberapa jenis tanaman masing-

masing berbeda, hal ini disebabkan oleh fisiologis masing-masing

yang berbeda dan faktor yang berhubungan dengannya (Manigandan,

2009).

59

Pada Penelitian ini kandungan radionuklida terbesar pada

tanaman Genjer, diikuti oleh kangkung dan seledri. Bila ditinjau dari

fisiologisnya, genjer memiliki daun, batang, bunga serta akar yang

lebih besar dari kedua jenis tanaman lainnya. Hal inilah yang

kemungkinan besar berpengaruh terhadap besarnya laju paparan dan

aktivitas radionuklida K-40 pada genjer lebih besar dari kedua

tanaman lainnya.

60


61

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Telah dilakukan penelitian fitoremediasi dengan metode

hidroponik menggunakan tanaman kangkung air, genjer dan seledri.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan

limbah buatan 5 ppm membuktikan bahwa masing-masing tanaman

uji mampu menyerap logam dengan konsentrasi yang berbeda-beda,

besar akumulasi logam pada tanaman kangkung air, genjer dan

seledri masing-masing yaitu 3,8926 ppm, 3,5236 ppm serta 2,9884

ppm untuk konsentrasi logam berat Cu. Sedangkan untuk besarnya

konsentrasi akumulasi logam berat Pb pada tanaman kangkung,

genjer dan seledri masing-masing yaitu 4,3258 ppm, 4,1297 ppm

serta 3,5321 ppm. Untuk besar persentase penyerapan tanaman

kangkung, genjer dan seledri pada logam Cu yaitu 77,85%, 70,5%,

59,8%. Dan untuk logam Pb sebesar 86,5%, 82,6% serta 70,6%.

Uji radionuklida dilakukan dengan penambahan pupuk

phonska mutiara. Uji kandungan unsur yang diuji menggunakan

XRF, kandungan terbesar pada semua sampel uji yaitu unsur kalium

atau potasium (K), dengan konsentrasi terbesar pada tanaman genjer,

dan diikuti tanaman kangkung dan seledri. Sedangkan besarnya

aktivitas K-40 pada sampel uji terbesar pada sampel tanaman genjer,

dan diikuti tanaman kangkung dan seledri, yaitu berturut-turut

sebesar 1,117 nCi, 0,988 nCi dan 0,7189 nCi.

Tanaman yang paling efektif untuk mengakumulasi logam

yaitu tanaman kangkung, kemudian genjer dan seledri. Sedangkan

tanaman yang paling dapat mengakumulasi radioaktif yaitu tanaman

genjer.

4.2 Saran

Pada penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan pengukuran

kandungan radionuklida pada tanaman menggunakan spektrometer

gamma, sehingga kandungan radionuklida berbahaya lainnya dapat

dideteksi lebih akurat. Selain itu, pengujian terhadap jenis tanaman

lainnya yang biasanya sering dikonsumsi masyarakat dengan media

(air) berasal dari daerah tercemar.

62


63

Daftar Pustaka

Abhilash, P.C, Vimal Chandra Pandey, Pankaj Srivastava, P.S

Rakesh, Smitha Chandran, Nandita Singh, A.P. Thomas. 2009.

Phytoremediation of Cadmium From Water by Limnocharis

flava (L) Buchenau Grow in Free-Floating Culture System.

Journal of Hazardous Materials. Vol 170. No791-797

Adli, Hadyan. 2012. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium dengan

Metode Presipitasi dan Adsorpsi untuk Penurunan Kadar

Logam Berat.Skripsi Diterbitkan. Jakarta: PS Kimia FMIPA

UI

Ahmadpour, P, F. Ahmadpour, T.M.M.Mahmud, Arifin Abdu,

M.Soleimani, F. Hosseini Tayefeh. 2012. Phytoremediation of

Heavy Metal: A Green Technology. African Journal of

Biotechnology. Vol. 11(76).

Ali, Hazrae, Ezzat Khan, Muhammad Anwar Sajad. 2013.

Phytoremediation of Heavy Metal- Concepts and applications

(online). Vol: 869-881 No 91. (http://sciencedirect.com

diakses tanggal 24 Februari 2015).

Alvarado, Sandra, Magdiel Guedez, Marco P. Lue-Meru, Graterol

Nelson, Anzalone Alvero, Arroyo C. Jesus, Zaray Gyula.

2008. Arsenic Removal from Waters by Bioremediation with

the Aquatic Plants Water Hyacinth and Lesser Duckweed.

Bioresource Technology. Vol. 99 No. 8436-8440

Andrade J.C.M, Mahler C.F. 2002. Soil Phytoremediation.In 4th

International Conference on Engineering Geotechnology.

Brazil. Rio de Janeiro

Anonim. 2009. Radiation Detection for a Safer World Healty

Physics.http://www.ludlums.com/component/content/article?id

=305:learn-about-geiger-counters&catid=22:ads

Anonim. 2013. Detecting

Radioactivity.http://www.darvill.clara.net/nucrad/detect.htm

http://sciencedirect.com/

http://www.ludlums.com/component/content/article?id=305:learn-about-geiger-counters&catid=22:ads

http://www.ludlums.com/component/content/article?id=305:learn-about-geiger-counters&catid=22:ads

http://www.darvill.clara.net/nucrad/detect.htm

64

ansn.bapeten.go.id/files/Alat_Ukur_Radiasi.pdf

Ariono, David. 1996. Bioremediasi Logam Berat di Lingkungan

Perairan dengan Bantuan Mikroba.Biota. Vol I(2): 23-27 ISSN

0853-8670

Baysa, Marieta C, Rachelle Rose S.Anuncio, Maryam Louise

G.Chiombon, Julius Paul R.Dela Cruz, Jean Rochelle

O.Ramelb. 2006. Lead and Cadmium Contents in Ipomoea

aquatica Forsk Grow in Laguna de Bay.Philippine Journal of

Science. 135 (2):139-143. ISSN 0031-7683

Bisessar. S, Rinne. R.J, Potter, J.W. 1983. Effects of Heavy Metals

and Meloidogyne hapla on Celery Grown on Organic Soil

Near a Nickel Refinery. Plant Disease. Vol. 67 No.1

Bukit, Benar, Jos Budi Sulistyo, Abdul Jalil. 2012. Model Matematis

Sederhana Untuk Perkiraan Jangkauan Pengukuran Pda

Detektor Geiger Muller. Jurnal Perangkat Nuklir.

Vol.06.No. 02.ISSN No. 1978-3515 68-77

Chibowski, S. 2000. Studied of Radioactivity Contaminations and

Heavy Metal in Vegetables and Fruit from Lubin, Polan.

Polish Journal of Environmental Studies. Vol 9 No. 4. 249-

253

Chuan-ping, Liu, Luo Chun-ling, Xu Xiang-hua, Li Fang-bai, Zhang

Gan. 2012. Effects of Calcium Peroxide on Arsenic Uptake by

Celery (Apium graveolens L) Grown in Arsenic Contaminated

Soil. Chemosphere. No.86. Vol.1106-1111

Chussetijowati, Juni, Poppy Intan Tjahaya, Putu Sukmabuana. 2009.

Perpindahan Radionuklida 134Cs dari Tanah ke Tanaman

Bawang Merah (Allium cepa).Prosiding Seminar Nasional ke-

15 Teknologi dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir.

ISSN: 0854-2910

Efendi, Ferry dan Makhfudli. 2009. Keperawatan Kesehatan

Komunitas Teori dan Praktik Dalam Keperawatan.

Jakarta.Salemba medika

65

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air: Bagi Pengelola

Sumberdaya dan lingkungan Perairan. Yogyakarta.

Kanisius. El-Taher,A, Mohamed Anwar K abdelhalim. 2013. Element Analysis

of Phosphate Fertilizer Consumed in Saudi Arabia. Life

Science Journal. No.10(4) Vol. 701-708.

Fardiaz,S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta. Kanisius.

Faridah, Inalathul.2007.Uji Kemampuan Tanaman Apu-apu (Pistia

stratiotes) dalam Mengurangi Kadar Logam Besi (Fe) dan

Logam Seng (Zn) pada Air Limbah Buatan. Skripsi

UB.Fakultas Teknik.Jurusan Teknik Pengairan.

Fathoni, Imam. 2013. Studi Pengaruh Temperatur Annealing

Terhadap Penumbuhan Kristal Timbal Zirkonat Titanat Pb(ZrxTi1-x)O3yang Disintesis dengan Metode Sol Gel. Skripsi.

FMIPA Fisika UB.

Furini, A (Ed.). 2012. Plants and Heavy Metals.

http://www.springer.com/978-94-007-4440-0

Gardea-Torresdey, J.L, Peralta-Videa J.R, de la Rosa, G, Parsons,

J.G. 2005. Phytoremediation of Heavy Metals and Study of the

Metal Coordination by X-Ray Absorpstion

Spectroscopy.Coordination Chemistry Reviews. Vol.249

No.17-18: 1797-1810

Haryati, M., T. Purnomo, S. Kuntjoro. 2012. Kemampuan Tanaman

Genjer Limnocharis flava (L0Buch) Menyerap Logam Berat

Timbal (Pb) Limbah Cair Kertas pada Biomassa dan Waktu

Pemaparan yang Berbeda. LenteraBio. Vol. 1 No. 3:131-138.

Hasanah, Nur. 2010. Pemanfaatan karbon Aktif Berbahan Baku

Sekam Padi dan Serbuk Gergaji Sebagai Adsorben Pb2+ pada

Limbah Cair Buatan. Skripsi. FMIPA Fisika UB.

Hidayati N. 2005. Fitoremediasi dan Potensi Tumbuhan

Hiperakumulator. Jurnal HAYATI MIPA IPB. Vol 12 No.1 Hal

35-40

http://www.springer.com/978-94-007-4440-0

66

Hutabarat, Tommy. 2006. Distribusi Radionuklida Alam dalam

Sedimen pada Daerah Tangkapan Sungai Studi Kasus Sungai

Jugiong, New South Wales Australia.Seminar Nasional II

SDM Teknologi Nuklir. ISSN 1978-0176

Indrasti, Nartiti Siswi, Suprihatin, Burhanudin, Aida Novita.

Penyerapan Logam Pb dan Cd Oleh Eceng Gondok: Pengaruh

Konsentrasi Logam dan Lama Waktu Kontak. J.Tek.Ind.

Pertanian. Vol 16(1), 44-50

Juhaeti, Titi, N. Hidayati, F.Syarif, S.Hidayati. 2009. Uji Potensi

Tumbuhan Akumulator Merkuri untuk Fitoremediasi

Lingkungan Tercemar Akibat Penambangan Emas Tanpa Ijin

(PETI) di Kampung Leuwi Bolang, Desa Bantar Karet,

Kecamatan Nanggung, Bogor.Jurnal Biologi Indonesia.

Vol.6(1):1-11

Kabir, Khondkar Ehteshamul, Rajput Muhammed Tariq, Shakil

Ahmed, Muhammad Iqbal Choudhary. 2010. A Potent

Larvicidal and Growth Disruption Activities of Apium

graveolans (Apiaceae) Seed Extract on the Dengue Fever

Mosquito, Aedes aegypti (Diptera: Culicidae).International

Center for Chemical and Biological Sciences. Pakistan

Kariyam, Edy Widodo, Esti Pritta Hutami. 2007. Penerapan Indek

Hartigan pada Pengelompokan Stasium Pengambilan Sampel

Air Berdasarkan Aktivitas Gamma Radionuklida di Sungai

Code Yogyakarta.Seminar Nasional III SDM Teknologi

Nuklir. Yogyakarta.

Karyasa, I Wayan. 2013. Studi X-Ray Diffraction Terhadap Bidang

Belah Batu Pipih Asal Tejakula.Jurnal Sains dan Teknologi.

ISSN 2303-3142. Vol 2, No.2

Karyasa, I Wayan. 2014. Pembuatan Ultra Fine Amorphous Silica

(UFAS) dari Jerami dan Sekam Padi. Jurnal Sains dan

Teknologi. Vol. 3, N0.1. ISSN: 2303-3142

Kohar, Indrajati, Poppy Hartatie Hardjo, Imelda Inge Lika. 2005.

Studi Kandungan Logam Pb dalam Tanaman Kangkung Umur

67

3 dan 6 Minggu yang Ditanam Di Media yang Mengandung

Pb. MAKARA SAINS. Vol.9 No.2: 56-59

Kristanto, Philip. 2002. Ekologi Industri. Yogyakarta. Andi Offset.

Kriswarini, Rosika, Dian Anggraini, Agus Djamaludin. 2010.

Validasi Metode XRF (X-ray Fluorescence) secara Tunggal

dan Simultan untuk Analisis Unsur Mg, Mn dan Fe dalam

Paduan Aluminum.Seminar Nasional VI SDM Teknologi

Nuklir. Yogyakarta. ISSN 1978-0176

Laegreid.M,OC.Bockman, O. Kaarst. 1999. Agriculture, Fertilizers

and The Environment. New York. Mc. Graw Hill Publishing,

Inc

Lasat MM, Baker AMJ, Kochian LV. 1996. Physiological

Characterization of Root Zn2+ Absorption and Translocation to

Shoot in Zn Hyperaccumulator and non accumulator Species

of Thlaspi. Plant Physiol. No.112: 1715-1722.

Lehtonen, Polly. 1993. Ipomoea aquatica Forskal Pest Risk

Assessment on Chinese Water Spinach.

Liu, Sean X. 2007. Food and Agricultural Wastewater Utilization

and Treatment. Australia. Blackwell Publishing.

Makfoeld, Djarir, Djagal Wiseso Marseno, Pudji Hastuti, Sri

Anggarahini, Sri Raharjo, Sdarmanto Sastrosuwigyo, Suhardi,

Soeharsono Martoharsono, suwedo Hariwiyoto, Tranggono,

dkk. 2002.Kamus Istilah Pangan dan Nutrisi. Yogyakarta.

Kanisius

Mangkoedihardjo, Sarwo.2010. Fitoteknologi Terapan. Yogyakarta.

Graha Ilmu

Manigandan, P.K. 2009. Activity Concentration of Radionuclides in

Plants in the Environment of Western Ghats. Iran.J. Radiat.

Res. Vol. 7(2): 85-90

68

Masrukan, Rosika, Dian Anggraini, Joko Kisworo. 2007. Komparasi

Analisi Komposisi Paduan AlMgSI1 dengan Menggunakan

Teknik X Ray Fluorescence (XRF) dan Emission

Spectroscopy.. Prosiding PPI-PDIPTN. Pusat Akselerator dan

Proses Bahan-BATAN. ISSN 0216-3128

Mellawati, June. 2009. Distribution of Uranium in Water of Gresik

Coastal Waters. Indo.J.Chem. Vol.9(2), 211-216. National

Nuclear Energy Agency, Jakarta

Modaresi, Mehrdad, Gholamreza Ghalamkari, Alireza Jalalizand.

2012. The Effect of Celery (Apium graveolens) Extract on the

Reproductive Hormones in Male Mice. ICAAA 2012.

Singapore

Mohammad, Erni. 2011. Fitoremediasi Logam Berat Kadmium (Cd)

pada Tanah dengan Menggunakan Bayam Duri. Skripsi.

FMIPA Kimia Universitas Gorontalo.

Muzakky, Sri Juari Santosa. 2008. Adsorption of Th-232 and U-238

by γ-Al2O3- Humate at Single and Competitive

Systems.Indo.J.Chem. 8(2), 163-168.

Napitupulu, Monang. 2008. Analisis Logam Berat Seng, Kadmium

dan tembaga pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah

Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari dengan

Metode Spektrometri Serapan Atom (SAA). Skripsi USU

Okunowo, Wahab Oluwanisola, Liasu Adebayo Ogunkanmi. 2010.

Phytoremediation Potential of Some Heavy Metals by Water

Hyacinth. International Journal of Biological and Chemical

Sciences. 4 (2): 347-353 April 2010 ISSN 1991-8631

Olguin, Eugenia J, Gloria Sanchez-Galvan. 2012. Heavy Metal

Removal in Phytofiltration and Phycoremediation: The Need

to Different Between Bioadsorption and

Bioaccumulation.Biotechnology. Vol. 30 No.1

Panjaitan, Grace Yanti. 2009. Akumulasi Logam Berat Tembaga

(Cu) dan timbal (Pb) Pada Pohon Avicennia marina Di Hutan

69

Mangrove. Skripsi . FAPERTA Departemen Kehutanan USU.

Medan

Priyanti, Etyn Yunita. 2013. Uji Kemampuan Daya Serap Tumbuhan

Genjer (Limnocharis flava) Terhadap Logam Berat Besi (Fe)

dan Mangan (Mn).Prosiding Semirata FMIPA Universitas

Lampung. 283-289

Priyanto, B. & Prayitno, J.. 2006.Fitoremediasi sebagai Sebuah

Teknologi Pemulihan Pencemaran Khususnya Logam Berat.

URL:http://ltl.bppt.tripod.com/sublab/lflora1.htm

Rana, S V S. 2006. Environmental pollution Health and Toxicology.

United Kingdom. Alpha Science International Ltd

Ranawakage, V.P, K.C.Ellawala, G.G Tushara Chaminda. 2014.

Root and Leaf Extract Allelopathic Effect of Limnocharis

flava on Seed Germination and Growth of Rice. World

Journal of Agricultural Sciences.Vol.10 No.1: 14-17 ISSN

1817-3047

Ratnasari, Heny Kurnia, I M. Siaka, Ni G.A.Mdwi Adi Swastuti.

2013. Kandungan Logam Total Pb dan Cu pada Sayuran dari

Sentra Holtikultura Daerah Bedugul. Jurnal Kimia. 7(2):127-

132. ISSN 1907-9850

Rosidi, Sukirno. 2006. Evaluasi Radionuklida Dalam cuplikan

Indikator Lingkungan Di daerah Lembahabang

Muria.Prosiding PPI-PDIPTN Pusat Akselerator dan Proses

Bahan-BATAN. ISSN 0216-3128

Rukmana, Rahmat. Tanpa Tahun. Bertanam Seledri. Yogyakarta.

Penerbit Kanisius.

Rusmanto, Tri, Agus Taftazani. 2007. Penentuan Parameter Air dan

Radioaktivitas Alam Sampel Air, Sedimen Sungai Seropan

Periode I, Semanu, Gunung Kidul.Prosiding PPI-PDIPTN

2007 ISSN 0216-3128

70

Saleh, Ibrahim H, Abdelfatah F. Hafez, Nadia H. Elanany, Hussein

A. Motaweh, Mohammed A. Naim. 2007. Radiological Study

on Soils, Foodstuff and Fertilizers in the Alexandria Region,

Egypt.Turkish J. Eng. Env. Sci. Vol. 9 No. 9-17

Sari, Septiana Kurnia. 2014. Pengukuran Efektivitas Tanaman

Bayam (Amaranthus sp) dalam Penyerapan Logam Timbal

(Pb) pada lahan TPA Supit Urang, Malang. UB. Fakultas

MIPA. Jurusan Fisika

Sastrawijaya,Tresna. 1991. Pencemaran Lingkungan. Jakarta. Rineka

Cipta

Savci, Serpil.2012. An Agricultural Pollutant: Chemical Fertilizer.

International Journal of Environmental Science and

Development. Vol 3 No.1:77-79

Singh.S, M. Zacharias, S.Kalpana, S.Mishra. 2012. Heavy Metals

Accumulation and Distribution Patterns in Different Vegetable

Crops.Journal of Environmental Chemistry and

Ecotoxicology. Vol 4 (10), 170-177

Subiyakto, Sudarmo. 1988. Pestisida Tanaman. Yogyakarta.

Kanisius

Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah, cetakan

pertama. Jakarta. UI Press.

Suhud,iffatunniswah, Vanny M.A.Tiwow, Baharudin Hamzah.

2012. Adsorpsi Kadmium (II) dari Larutannya

Menggunakan Biomassa Akar dan Batang Kangkung Air

(ipomoea aquatica Forsk).Jurnal Akademi Kimia.

1(4):153-158. Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah

Mahasiswa dan Program Strata 1 Fakultas Bioeksakta.

Jakarta. EGC

Sumiyati, Sri, Dwi Siwi Handayani, Widya Hartanto. 2009.

Pemanfaatan Hydrilla (Hydrilla verticillata) Untuk

71

Menurunkan Logam Tembaga (Cu) Dalam Limbah

Elektroplanting Studi Kasus: Industri Kerajinan Perak

Kelurahan Citran, Kotagede. Jurnal Presipitasi. Vol. 7 No. 2.

ISSN 1907-187X

Sunaryo, Trie M, Tjoek Walujo S, Harnanto Aris. 2005. Pengelolaan

Sumber Daya Air. Malang. Bayumedia Publishing

Susetyo, W. 1988. Spektrometri Gamma dan penerapannya dalam

Analisis Pengaktivan Neutron. Yogyakarta

Sutrisno, Totok, Eni Suciastuti. 2004. Teknologi Penyediaan Air

Bersih. Jakarta. Rineka

Syahputra, Rudy.2005. Fitoremediasi Logam Cu dan Zn dengan

Tanaman Eceng Gondok (Eichhornia Crassipes (mart)

Solms).LOGIKA. Vol. 2. ISSN: 1410-2315

Syauqiah, Isna, Mayang Amalia, hetty A. Kartini. 2011. Analisi

Variasi Waktu dan Kecepatan Pengadukan Pada Proses

Adsorpsi Limbah Logam Berat dengan Arang Aktif.Info

teknik. 12(1): 11-20

Widaningrum,Miskiyah, Suismono. 2007. Bahaya Kontaminasi

Logam Berat dalam Sayuran dan Alternatif Pencegahan

Cemarannya. Buletin Teknologi Pascapanen Pertanian. Vol 3:

16-27.

Wisnu, Arya Wardhana. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan,

cetakan pertama. Jakarta. Andi offset.

Zhang, Qiuzhuo, Varenyam Anchal, Yatong Xu, Wei-Ning Xiang.

2014. Aquaculture Wastewater Quanty Improvement by Water

Spinach (Ipomoea aquatica Forsskal) Floating Bed and

Ecological Benefit Assessment in Ecological Agriculture

District. Aquacultural Engineering. Vol. 60 48-55

72


73

LAMPIRAN

Lampiran 1Pembuatan larutan

Pelarutan Pb(NO3)2 dan CuSO4.5H2O dalam air serta

pembuatan larutan dengan konsentrasi 5 ppm. Pb dan Cu yang

digunakan yaitu PA (pure acid). Pada penelitian ini dibuat larutan

baku induk dengan larutan 500 ml air.

Mr Pb (NO3)2= 207,22

Massa Pb = 𝑀𝑟 𝑃𝑏

𝑀𝑟 𝑃𝑏 (𝑁𝑂3)2 x y

Massa Pb yang harus diambil = 100%

99% 𝑥 500 𝑚𝑙

= 505,05 mg

Pb (NO3)2= 𝑀𝑟 𝑃𝑏(𝑁𝑂3)2

𝑀𝑟 𝑃𝑏 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑃𝑏 𝑦𝑎𝑛𝑔 ℎ𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙

=331,24

207,22 𝑥 505,05 𝑚𝑔

= 0,8073 g

Mr CuSO4.5H2O= 251,434

Massa Cu = 𝑀𝑟 𝐶𝑢

𝑀𝑟 𝐶𝑢𝑆𝑂4.5𝐻20𝑥 𝑦

Massa Cu yang Harus Diambil = 100%

99% 𝑥 500 𝑚𝑙

= 505, 05 mg

CuSO4.5H2O = 𝑀𝑟 CuSO4.5H2O

𝑀𝑟 𝐶𝑢 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑃𝑏 𝑦𝑎𝑛𝑔 ℎ𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙

= 251,434

65,37 𝑥 505,05 𝑚𝑔

74

= 1,9426 g

Untuk membuat 5 ppm diperlukan beberapa mililiter Pb(NO3)2 dan

CuSO4.5H2O dalam larutan.

M1.V1 = M2.V2

500 ml · V1 = 5 · 500 ml

500 ml · V1 = 2500 ml

V1 = 2500 𝑚𝑙

500 𝑚𝑙

V1 = 5 ml

Untuk membuat konsentrasi 5 ppm (5 mg/l) diperlukan 5 ml larutan

Pb(NO3)2 dan CuSO4.5H2O dalam 1 liter air.

75

Lampiran 2

Perhitungan Aktivitas Dari Laju Paparan Yang Didapat

Γ (faktor gamma) K-40 = 0,0779 Rm2/h/Ci

Ẋ = laju paparan (mR/h)

r = jarak detektor ke sampel

A = Ẋ ·𝑟2

𝛤

Aktivitas K-40 pada tanaman Genjer

A = Ẋ ·𝑟2

𝛤

A = 0,087 x 10−3R

h· (1 x 10−3)

2m2

0,0779 𝑅𝑚2

ℎ/𝐶𝑖

A = 1,117 x 10-9 Ci

A = 1,117 nCi

Aktivitas K-40 pada tanaman Kangkung Air

A = Ẋ ·𝑟2

𝛤

A = 0,077 x 10−3R

h· (1 x 10−3)

2m2

0,0779 𝑅𝑚2

ℎ/𝐶𝑖

A = 0,988 x 10-9 Ci

A = 0,988 nCi

Aktivitas K-40 pada tanaman Seledri

76

A = Ẋ ·𝑟2

𝛤

A = 0,056 x 10−3R

h· (1 x 10−3)

2m2

0,0779 𝑅𝑚2

ℎ/𝐶𝑖

A = 0,7189 x 10-9 Ci

A = 0,7189 nCi

77

Lampiran 3 Data Hasil Penelitian

Data hasil konsentrasi logam timbal dalam akar tanaman

Waktu

Pemanenan

(Hari ke-)

Konsentrasi logam dalam akar tanaman

(ppm)

Kangkung air Genjer Seledri

0 0,025 0,4 0,2638

4 2,1932 1,9322 1,5376

7 2,5211 2,3241 2,1877

10 3,0436 2,7317 2,3652

13 3,8519 3,5601 2,7546

16 4,3258 4,1297 3,5321

Data hasil konsentrasi logam tembaga dalam akar tanaman

Waktu

Pemanenan

(Hari ke-)

Konsentrasi logam dalam akar tanaman

(ppm)

Kangkung air Genjer Seledri

0 0,2034 0,0565 0,0614

4 2,3891 2, 0158 1,7812

7 2,8329 2,6741 2,2933

10 3,2873 2,9019 2,3242

13 3,4732 3,1027 2,9435

16 3,8926 3,5236 2,9884

78

Data hasil uji XRF pada tanaman Genjer

% massa Nama unsur

41,7 K

27,2 Fe

16,9 Ca

3,24 Mn

2,2 P

2,2 Mo

1,8 Si

1,55 Ni

0,48 Sr

0,46 Ti

0,4 Eu

0,35 Au

0,24 Cu

0,2 Re

0,08 Zn

0,067 Cr

0,05 W

0,04 V

79

Data hasil uji XRF pada tanaman kangkung air

% Massa Nama Unsur

37,2 K

20,1 Ca

16,9 Cl

15,7 Fe

1,88 Ni

1,6 Si

1,3 P

1 Ti

0,81 S

0,57 Sr

0,5 Eu

0,48 Mn

0,4 Mo

0,4 Rb

0,35 Cu

0,3 Ba

0,2 Re

0,19 Zn

0,075 Cr

0,05 V

80

Data hasil uji XRF pada tanaman seledri

% Massa Nama Unsur

34,7 K

30,1 Ca

19,5 Fe

4,1 Si

3,2 Mo

1,8 P

1,71 Ni

1,3 Ti

0,85 Sr

0,56 Mn

0,55 Cu

0,51 Rb

0,3 S

0,3 Eu

0,2 Zn

0,2 Re

0,1 Ba

0,081 V

0,078 Cr

81

Data hasil pengukuran laju paparan menggunkan detektor GM

Tanaman Laju Paparan

(mR/h)

Rata- rata

(mR/h)

Seledri

0,06

0,056 0,05

0,06

Kangkung Air

0,08

0,077 0,08

0,07

Genjer

0,08

0,087 0,09

0,09

Data Hasil perhitungan aktivitas

Tanaman Aktivitas (nCi)

Genjer 1,117

Kangkung Air 0,988

Seledri 0,7189

82

Lampiran 4

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut

Erlenmeyer 100 ml

Oven Tanur

Hot Plate

83

Lampiran 5

Penanaman secara hidroponik

Tanaman Kangkung

Tanaman Seledri

Tanaman Genjer

pengukuran efektivitas tanaman kangkung

Documents