LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA LINGKUNGAN PENGARUH PENCEMARAN UDARA (GAS NOx) TERHADAP KLOROFIL DAUN ISMI HAYATI 1708511044 PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2020 PERCOBAAN III PENGARUH PENCEMARAN UDARA (GAS NOx) TERHADAP KLOROFIL DAUN I. TUJUAN 1. Menerangkan beberapa jenis zat pencemar uadar yang dapat merusak pertumbuhan tanaman 2. Membuat gas-gas pencemar di Laboratorium 3. Menganalisis kandungan klorofil dari sampel daun 4. Menentukan secara kuantitatif pengaruh gas-gas pencemar terhadap klorofil 5. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi percobaan ini II. LANDASAN TEORI Pencemaran udara merupakan salah satu masalah yang serius dan keberadaannya semakin lama mengalami peningkatan. Salah satu bentuk dampak negatifnya yaitu sulitnya untuk memperoleh udara berkualitas baik dan bersih. Pencemaran udara yang terjadi merupaka masalah pencemaran lingkungan yang terberat bagi daerah perkotaan. Akibat pencemaran udara dapat membahayakan kesehatan manusia dan kelestarian tanaman (BAPEDAL, 1999). Menurut Peraturan Pemerintah RI No. 41 Tahun 1999 menyatakan bahwa pencemaran udara didefinisikan sebagai masuknya atau dimasukannya zat, energi, dari komponen lain ke dalam udara lingkungan yang disebabkan oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara di lingkungan tidak dapat memenuhi fungsinya. Sementara itu, sumber pencemar berasal dari setiap usaha dan/atau kegiatan yang mengeluarkan bahan pencemar ke udara yang menyebabkan udara tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Peningkatan polusi atau pencemaran udara pada umumnya diakibatkan adanya emisi kendaraan, aktivitas industri, pertambahan kepadatan penduduk, kurangnya hutan atau taman kota, dan lain-lain. Umumnya jalan-jalan besar yang jauh dari daerah perindustrian, kontribusi polutanmsebagian besar berasal dari hasil pembuangan kendaraan yang melewati jalan tersebut. Hasil hasil buangan dari aktivitas industri dan transportasi di kota dibagi menjadi 2 bagian, yaitu gas dan partikulat. Pencemar gas antara lain berupa karbon monoksida (CO), sulfur oksida (SOx), nitrogen oksida (NOx), dan hidrokarbon (HC). Adapun pencemaran berupa partikulat berupa asap, kabut, dan debu (Satria dalam Mutaqin, 2016). Tipe dan besar pengaruh pencemaran udara terhadap tumbuhan tergantung pada jumlah dan jenis bahan pencemar yang ada dan daya tahan tumbuhan tersebut terhadap lingkungannya. Pada umumnya bahan-bahan pencemar udara merusak pohon melalui daun. Gejala umum yang sering terlihat berupa perubahan warna daun (discoloration), menggugurkan daun dan sebagian pohon akan mati. Pengaruh pencemaran udara terhadap tumbuhan dibagi menjadi kerusakan (injury) dan kehancuran (demage). Istilah kerusakan meliputi seluruh respon tumbuhan yang terjadi karena pencemaran udara seperti perubahan metabolisme sebagai akibat menurunnya fotosintesis, kematian daun, gugur daun atau menurunnya pertumbuhan tanaman. Kehancuran meliputi seluruh pengaruh yang menurunkan nilai guna tumbuhan (Rachmawati, 2006). Pencemaran udara juga menyebabkan kerusakan anatomi daun. Jaringan anatomi daun pada kelas dikotil tersusun atas sekumpulan sel yang memiliki bentuk yang hampir sama. Jaringan tersebut tersusun atas jaringan epidermis atas dan bawah, jaringan mesofil (daging daun) yang tersusun atas jaringan palisade dan jaringan bunga karang. Epidermis menutupi permukaan atas dan bawah daun dilanjutkan ke epidermis batang. Sedangkan lapisan mesofil merupakan daerah paling utama untuk proses fotosintesis, lapisan palisade merupakan bagian dari daun yang paling banyak mengandung kloroplas, dan merupakan bagian yang paling banyak mempengaruhi periodik fotosintesis. Kerusakan yang terjadi pada mesofil daun, terutama pada jaringan palisade oleh pencemaran udara akan memberikan dampak yang paling besar terhadap kegiatan fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan (Eddy, Soekendarsih, 2014). Daun adalah bagian utama dari tanaman yang secara langsung berinteraksi dengan udara sekitar, sehingga kondisi udara di sekitar daun tersebut langsung mempengaruhi aktifitas fisiologis daun tersebut. Daun juga berperan sebagai akumulator zat pencemar yang terdapat di udara sehingga apabila terkontaminasi dengan udara yang tercemar maka dalam waktu lama menyebabkan akumulasi emisi kendaraan di dalam jaringan daun khususnya pada stomata. Stomata memungkinkan terjadinya pertukaran gas antara udara sekitarnya dan selsel fotosintetik di bagian dalam daun. Stomata juga merupakan jalan utama hilangnya air pada tumbuhan melalui transpirasi (Campbell, et all., 1999). Nitrogen oksida (Nox) adalah senyawa jenis gas yang terdapat di udara bebas sebagian besar berupa gas nitrit oksida (NO) dan nitrogen oksida (NO2) serta berbagai jenis oksida dalam jumlah yang sedikit. Gas NO tidak berwarna dan tidak berbau, sedangkan gas NO2 berwarna cokelat kemerahan, berbau tidak sedap dan cukup menyengat. Berbagai jenis NOx dapat dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar minyak (BBM) dan bahan bakar (BB) fosil lainnya pada suhu tinggi, yang dibuang ke lingkungan melalui cerobong asap pabrikpabrik di kawasan pertanian dapat merusak hasil panen. Jenis dan sumber pencemar udara yang lazim ditemui di kota-kota besar adalah, pertama, Nitrogen Oksida (NOx), yaitu senyawa gas yang terdapat di dara bebas yang sebagian besar berupa gas nitrit oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta berbagai jenis nitrogen oksida lainnya dalam jumlah yang tidak sedikit. Kedua, Belerang Oksida (SOx), khususnya belarang dioksida (SO2) dan belerang trioksida (SO3) adalah senyawa gas berbau tidak sedap yang banyak ditemui pada kawasan industry yang menggunakan batubara dan kokas sebagai bahan bakar sumber energi utama. Ketiga, bahan partikulat, dapat berasal dari asap (terutama hasil pembakaran kayu, sampah, batubara, kokas) dan dapat pula ebrupa partikel-partikel debu halus dan agak kasar yang berasal dari berbgai kegiatan alami manusia (Kovacks, 1992). III. BAHAN DAN ALAT Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah : 1. 4 pot tanaman 2. Plastik transparan (ukuran besar yang digunakan untuk membungkus pot tanaman 3. Selotip 4. Aseton 80 persen 5. FeS 6. NaCl 7. NaC2O2H 8. H2SO4 (pekat dan encer) 9. NaHSO3 10. HCl encer Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah 1. Mortar dan penumbuk 2. Corong dan kertas saring 3. Gelas piala 4. Erlenmeyer 5. Gelas ukur 6. Labu ukur 7. Spektrofotometer UV-Vis 8. Neraca IV. CARA KERJA Tahapan cara kerja dalam percobaan ini adalah : 1. 4 pot dengan tanaman cabe disiapkan dengan tinggi yang hampi smama. 2. Gas NOx pencemar dibuat dengan mereaksikan NaNO2 + H2SO4 encer, dengan cara yaitu menuangkan sedikit zat-zat di atas ke dalam Erlenmeyer, kemudian ditambahkan beberapa milliliter masing-masing asamnya. Letakkan Erlenmeyer yang berisi zat pencemar di samping pot tanaman. (Satu pot tanaman tidak diisi dengan zat pencemar, tiga pot tanaman diisi dengan zat pencemar) 3. Ke empat pot tanaman dibungkus dengan plastik transparan sehingga tertutup sempurna. 4. Keempat pot tanaman diletakkan di dekat jendela agar mendapat sinar matahari. 5. Diamati dan dicatat perubahan yang terjadi pada masing-masing tanaman selama 1minggu. 6. Setelah pengamatan 1 minggu, beberapa helai daun tanaman diambil secara acak dari masing-masing pot tanaman kemudian dipotong kecil-kecil. 7. Potongan daun ditimbang sebanyak 3 gram kemudian ditumbuk hingga halus, selanjutnya ditambahkan dengan 5 mL aseton. Campuran ini disaring dan ditampung dalam labu ukur 10 mL. Ampas daun yang diperoleh ditumbuk dan ditambahkan dengan aseton. Hasil filtratenya digabungkan dengan filtrat pertama. Encerkan ekstrak sampai tanda batas dengan aseton. 8. Absorbansi diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada pangang gelombang 652 nm, dengan menggunakan aseton sebagai blanko. Rumus Perhitungan A x V mg klorofil/g jaringan = 34,5 x W dimana : A= Absorbansi V = volume larutan (10 mL) W = berat daun yang ditumbuk V. PROSEDUR DAN PENGAMATAN NO PROSEDUR 1 PENGAMATAN Disiapkan 4 pot tanaman dengan 4 pohon cabe dalam pot yang tinggi yang hamper sama (3 pot memiliki tinggi hamper sama diisi zat mencemar dan 1 sebagai kontrol) 2 3 Gas pencemar disiapkan sebagai Timbul warna coklat kemerahan dan berikut : menimbulkan bau tidak sedap cukup NOx menyengat. : NaNO2 + H2SO4 encer Tuangkan sedikit zat ke dalam Timbul warna coklat kemerahan dan Erlenmeyer, kemudian menimbulkan bau tidak sedap cukup ditambahkan beberapa mL asam menyengat. yang sesuai sampai semua zat terlarut. 4 Bungkus ketiga pot tanaman Uap atau gas dari gas pencemar NOx tersebut dengan plastik hingga mulai terperangkap di mesofil daun tertutup sempurna 5 Letakkan ketiga pot tanaman di Tanaman dekat jendela 6 mendapatkan sinar matahari Amati perubahan yang terjadi pada Pot kontrol masih berwarna hijau, masing-masing pot tanaman segar. 3 pot lainya menunjukan adanya bintik-bintik pada daun 7 Setelah 1 minggu diambil Daun tanaman control berwarna beberapa helai daun dari masing- hijau, sedangkan dari tanaman yang masing pot tanaman diberi gas pencemar terdapat bintikbintik 8 Daun dipotong-potong kecil-kecil Filtrat Tanaman kontrol berwarna ditumbuk dalam mortar dan hijau sedangkan dari tanaman yang ditambahkan dengan 2 mL aseton diberi gas pencemar berwarna hijau keruh kecoklatan 9 10 Hasil tumbukan disaring dan Filtrat ditampung dalam labu ukur terang Bilas mortar dengan 1 mL aseton, Filtrate dan saring. Filtratnya dimasukkan banyak dalam labu ukur kembali. Bilas ampas daun dengan aseton dan saring. Filtratnya dimasukkan kembali ke dalam labu ukur. Encerkan dampai tanda batas menjadi yang berwarna lebih didapatkan lebih 12 Ukur absorbansi pada pannjang Didapatkan nilai absorbansi gelombang 652 menggunakan nm aseton dengan Blanko = 0,3513 sebagai Pot 2 = 0,3215 blanko Pot 3 = 0,2991 Pot 4 = 0,2718 13 Hitung kandungan klorofil dalam Kandungan Klorofil daun dengan menggunakan rumus Kontrol : 125,16 mg/g sebagai berikut : Pot 2 = 124,23 mg/g Pot 3 = 124,94 mg/g AxV Pot 4 = 124,603 mg/g mg klorofil/g jaringan = 34,5 x W Dimana : A= Absorbansi V = volume larutan (10 mL) W = berat daun yang ditumbuk Sampel Data gas NOx pada Tanaman Cabe Sampel Jumlah Daun Berat Daun( gram ) Absorbansi Blanko ( pot 1 ) 29 1,5099 0,3513 Pot 2 52 1,5213 0,3215 Pot 3 38 1,5126 0,2991 Pot 4 43 1,5167 0,2718 Sampel Data gas SO2 pada Tanaman Tomat Sampel Jumlah Daun Berat Daun( gram ) Absorbansi Blanko ( pot 1 ) 47 1,5028 0,2571 Pot 2 38 1,5071 0,1965 Pot 3 41 1,5101 0,1532 Pot 4 33 1,5094 0,1687 Sampel Data gas CO pada Tanaman Terong VI. Sampel Jumlah Daun Berat Daun( gram ) Absorbansi Blanko ( pot 1 ) 40 1,5152 0,5915 Pot 2 34 1,5108 0,4455 Pot 3 38 1,5085 0,4530 Pot 4 32 1,5047 0,3653 PEMBAHASAN Pada percobaan kali ini dilakukan analisis pengarus gas pencemar terhadap klorofil daun. Pada percobaan ini, digunakan gas pencemar NOx dan 4 tanaman cabe yang digunakan dimana 1 tanaman sebagai control dan 3 lainnya untuk pengulangan. Dari pengamatan yang didapatkan dari percobaan yakni pada saat membuat gas Timbul warna coklat kemerahan dan menimbulkan bau tidak sedap cukup menyengat yang menandakan sudah terbentuknya gas NOx. Adapun reaksi pembentukannya yakni : NaNO2 + H2SO4 NaSO4 + NOx Tanaman diberi pengaruh gas NOx kecuali pada blanko. Kemudian tanaman dibungkus dengan plastik transaparan dan ditaruh didekat jendela agar tanaman tetap mendapat sinar matahari dan melakukan proses fotosintesis dan kemudian Tanaman didiamkan selama 1 minggu Pengamatan pada perubahan tanaman juga terlihat pada pot 2,3,4 yang sebelumya diberi pengaruh gas NOx yakni adanya bintik-bintik pada daun. Sedangkan tanaman blanko masih memiliki daun hijau segar. Hal ini dikarenakan blanko tidak tercemar oleh gas NOx. Menurut literature Beberapa polutan sekunder diketahui bersifat sangat merusak tanaman. Percobaan dengan cara pengasapan tanam-tanaman dengan NO2 menunjukkan terjadinya bintik- bintik pada daun jika digunakan konsentrasi 1.0 ppm, sedangkan dengan konsrntrasi yang lebih tinggi (3.5 ppm atau lebih) terjadi nekrosis atau kerusakan pada tenunan daun. Selanjutnya dilakukan pengukuran absorbansi pada sampel daun yang sudah diekstraksi sebelumnya untuk mengetahui kadar klorofilnya dan pengaruh gas pencemar dengan spektrofotometri uv vis pada panjang gelombang 52 nm. Didapatkan data sebagai berikut : Sampel Jumlah Daun Berat Daun( gram ) Absorbansi Blanko ( pot 1 ) 29 1,5099 0,3513 Pot 2 52 1,5213 0,3215 Pot 3 38 1,5126 0,2991 Pot 4 43 1,5167 0,2718 Sampel Konsentrasi ( mg/ml) Blanko 125,16 Pot 2 124,23 Pot 3 124,94 Pot 4 124,603 Berdasarkan data tersebut, blanko memiliki nilai absorbansi paling tinggi, yang menunjukan bahwa konsentrasi klrofilnya paling banyak terkandung daripada tanaman yang lain. Jadi hubungan antara konsentrasi dan absorbansi yakni berbanding lurus. Semakin tinggi konsentrasi maka absorbansi besar. Akan tetapi pada hasil pengamatan diatas, bukan hanya absorbansi yang mempengaruhi besarnya konsentrasi, jumlah daun dan berat daun juga menjadi faktor penentuan kadar klorofil pada daun. Pada tanaman blanko tentunya memiliki konsentrasi klorofil paling banyak, karena klorofil daun tidak terganggu oleh gas pencemar. Selain gas NOx sebagai pencemar ada pula gas CO dan SO2. Adapun data yang didapat dari kelompok lain pada uji gas pencemar tersebut yakni Sampel Data gas SO2 pada Tanaman Tomat Sampel Jumlah Daun Berat Daun( gram ) Absorbansi Blanko ( pot 1 ) 47 1,5028 0,2571 Pot 2 38 1,5071 0,1965 Pot 3 41 1,5101 0,1532 Pot 4 33 1,5094 0,1687 Sampel Data gas CO pada Tanaman Terong Sampel Jumlah Daun Berat Daun( gram ) Absorbansi Blanko ( pot 1 ) 40 1,5152 0,5915 Pot 2 34 1,5108 0,4455 Pot 3 38 1,5085 0,4530 Pot 4 32 1,5047 0,3653 Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan 2 komponen gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) , dan keduanya disebut sebagai belerang oksida (Sox). Sama halnya dengan gas yang lain, kerusakan tanaman oleh SOx dipengaruhi oleh dua factor yaitu konsentrasi SOx dan waktu kontak. Kerusakan tiba-tiba (akut ) terjadi jika kontak dengan SOx pada konsentrasi tinggi terjadi dalam waktu tidak lama, dengan gejala beberapa bagian daun menjadi kering dan mati dan biasanya warnanya memucat. Kontak dengan SOx pada konsentrasi rendah dalam waktu lama menyebabkan kerusakan kronis, ditandai dengan menguningnya warna daun karena terhambatnya mekanisme pembentukan klorofil. Kerusakan akut pada tanaman disebabkan kemampuan tanaman untuk mengubah belerang dioksida yang diabsorpsi menjadi asam sulfat kemudian menjadi sulfat. Garam- garam tersebut terkumpul pada ujung atau tepi daun. Sulfat yang terbentuk pada daun berkumpul dengan sulfat yang diabsorpsi melalui akar, dan jika akumulasi pencemar udara cukup tinggi, terjadi gejala kronis yang ditandai dengan gugurnya daun. Dengan demikian, klorosis atau nekrosis akan terletak pada jaringan antar tulang daun terutama bagian pucuk atau pinggir daun. Pengaruh SO2 terhadap pigmen fotosintesis sangat besar. Kerusakan klorofil terjadi pada lichenes setelah diberi pemaparan dosis SO2 5 ppm selama 24 jam. Pada konsentrasi tinggi ini, molekul klorofil terdegradasi menjadi phaeophitin dan Mg2+. Pada proses ini molekul Mg2+ dalam molekul kolrofil diganti oleh dua atom hydrogen yang berakibat perubahannya kerakteristik spektrum cahaya dari molekul klorofil. Oleh karena itu, kandungan klorofil sering dijadikan indikator terhadap pencemaran udara (khususnya SO2). Pada lichenes yang sensitif, pemaparan kronis dengan konsentrasi SO2 rendah (0.01 ppm) menyebabkan hilangnya klorofil. Gas-gas pencemar menyebabkan terganggunya sel-sel misofil diikuti oleh stomata permukaan bawah yang berhubungan dengan jaingan episermis. VII. SIMPULAN 1. Gas gas pencemar yang dapat merusak klorofil daun yakni NOx, CO, SO2 dan H2S 2. Gas-gas pencemar dapat didapatkan didalam labolatorium dengan mereaksikan zat-zat senyawa kimia tertentu sehingga didapat gas yang diinginkan 3. Kandunga klorofil yang didapat pada percobaan kelompok 1 secara berurut yakni 125,16 mg/g; 124,23 mg/g; 124,94 mg/g; 124;603 mg/g 4. Semakin banyak zat pencemar maka semakin banyak klorofil yang rusak 5. Faktor yang mempengaruhi kadar klorofil dalam percobaan ini yakni adanya gas pencemar, jumlah daun dan berat daun serta sinar matahari yang digunakan VIII. LAMPIRAN Perhitungan mg klorofil/ g jaringan 1. Blanko 𝐴𝑋𝑉 mg klorofil/ g jaringan = 34,5 𝑋 𝑊 652 𝑋 10 = 34,5 𝑋 1,5099 6520 = 52,092 125,16 mg/g 2. Pot 2 mg klorofil/ g jaringan = 652 𝑋 10 = 34,5 𝑋 1,5213 6520 = 52,485 124,23mg/g 𝐴𝑋𝑉 34,5 𝑋 𝑊 3. Pot 3 𝐴𝑋𝑉 mg klorofil/ g jaringan = 34,5 𝑋 𝑊 652 𝑋 10 = 34,5 𝑋 1,5126 6520 = 52,185 124,94 mg/g 4. Pot 4 𝐴𝑋𝑉 mg klorofil/ g jaringan = 34,5 𝑋 𝑊 652 𝑋 10 = 34,5 𝑋 1,5167 6520 = 52,326 124,603 mg/g DAFTAR PUSTAKA BAPEDAL.1999. Catatan Kursus Pengelolaan Kualitas Udara. Jakarta : Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Campbell, N.A., Jane, B.R., Lisa, A.U., Michael, L.C., Stevan, A.W., Peter, V.M. and Robert, B.J. 2012.Biologi Jilid I. Jakarta : Erlangga. Eddy Soekendarsih. 2014. Jurnal Alam Dan Lingkungan. UNHAS : Jurusan Biologi, Volume 4, No.7 Kovacs, M. 1992. Indicators in Environmental Protection. New York : Ellis Horwood and Massachusetts. Toronto-London. Mutaqin. A.Z., Ruly, B., Tia, S., Mohamad, N., dan Radewi, S. F.2016. Studi Anatomi Daun Mangga (Mangifera indica) Berdasarkan Perbedaan Lingkungan. Jurnal Bipdjati. 1(1), 13-18 Rachmawati.2006. Uji Pencemaran Udara oleh Partikulat Debu di Sekitar Terminal Lebak Bulus Berdasarkan Bioindikator Stomata pada Tanaman Glodokan (Polyalthia Longifolia). Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Jakarta. (online): http://Rachmawati-fst.pdf.diakses tanggal 31 10 2020. Siregar, Edy. B. M. 2005. Pencemaran Udara, Respon Tanaman Dan Pengaruhnya Pada Manusia. Universitas Sumatera Utara : Fakultas Pertanian
