JURNAL ILMIAH MAKSITEK ISSN-2548 – 429x

JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
Potensi Fitoremediasi Logam Berat Cd2+ dan Hg2+ dari Baterai Bekas Menggunakan Tanaman Akar Wangi
(Vetiver zizanioides)
Koko Tampubolon1*), Lanna Reni Gustianty2), Lokot Ridwan BB 3)
Magister Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian USU, Medan 20155
2,3Dosen Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Asahan, Kisaran 21212
*Coressponding author : [email protected]
1Program
ABSTRACT
Used disposable batteries indiscriminately cause the chemicals contained therein (heavy metals) will
contaminate the soil. This study aims at the relationship pattern between heavy metal Cd2 + and Hg2 + from the
used batteries to wet and dry weight of roots, wet weight and canopy dry on vetiver plants and soil pH changes.
Implemented in the experimental field of the Faculty of Agriculture, University of North Sumatra Medan in
October to December 2016. Using Non-Factorial Random Block Design (RAK) method consisting of one
treatment of heavy metals (cadmium and mercury) from the battery with the dose V0 = 0 g, V1 = 0.80 g, V2 = 1.60
g, V3 = 2.40 g, V4 = 3.20 g. The parameters measured were wet weight and dried root, wet and dry weight of
crown, and soil pH. Data analysis with simple linear regression using IBM SPSS Statistic v.20 software. The
results showed that heavy metal originating from used batteries in vetiver plant was higher in canopy (wet
weight of crown = 0.108 g and dry weight of header = 0.001 g) than in roots (wet root weight = -0.066 g and dry
weight of roots = -0.013 g) and may result in a decrease in soil pH (0.030).
Keywords: Battery Used, Phytoremediation, Root Crops
PENDAHULUAN
Logam berat adalah unsur logam dengan berat molekul tinggi, berat jenisnya lebih dari 5 g/cm3 (Clemens et al.,
2002). Hg mempunyai densitas 13,55 gr/cm3. Diantara semua unsur logam berat, Hg menduduki urutan pertama dalam
hal sifat racunnya, dibandingkan dengan logam berat lainnya, kemudian diikuti oleh logam berat antara lain Cd, Ag, Ni,
Pb, As, Cr, Sn, Zn (Fardiaz, 1992 dalam Sudarmaji, dkk., 2006).
Penyusun penting suatu baterai ternyata memiliki unsur kimia yang dapat membahayakan dan mencemari
lingkungan dan termasuk dalam kategori limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Baterai bekas merupakan baterai
yang sudah tidak digunakan lagi. Baterai mengandung berbagai macam bahan kimia seperti merkuri, mangan, timbal,
nikel, lithium, dan kadmium. Merkuri, timbal, nikel, lithium dan kadmium sering ditemukan dalam baterai sekunder,
sedangkan mangan sering ditemukan dalam baterai primer. Jika baterai dibuang sembarangan maka bahan kimia yang
terkandung di dalamnya akan mencemari air tanah dan membahayakan kesehatan. Secara umum. Banyak dari
masyarakat membuang baterai di sembarangan tempat tanpa memperhatikan bahaya dan dampak dari limbah baterai
tersebut terhadap lingkungan dan diri sendiri. Sangat sulit untuk menyadarkan masyarakat bagaimana cara membuang
limbah berbahaya yang tepat.
Salah satu yang dapat dilakukan adalah tindakan pemulihan agar tanah yang tercemar dapat digunakan kembali
dengan aman. Banyak teknologi yang telah digunakan untuk remediasi tanah yang tercemar logam berat. Salah satunya
adalah fitoremediasi, yaitu penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan polutan dari tanah atau perairan yang
terkontaminasi (Alam, 2009 dalam Triastuti, 2010).
Fitoremediasi adalah upaya penggunaan tanaman dan bagian-bagiannya untuk dekontaminasi limbah dan
masalah-masalah pencemaran lingkungan baik secara ex-situ menggunakan kolam buatan atau reactor maupun in-situ
(langsung di lapangan) pada tanah atau daerah yang terkontaminasi limbah (Hardyanti dan Rahayu, 2007).
Persyaratan tanaman yang digunakan sebagai tanaman fitoremediasi di lapangan, antara lain : (i) tahan terhadap
unsur logam dalam konsentrasi tinggi pada jaringan akar dan tajuk, (ii) tingkat laju penyerapan unsur dari tanah yang
tinggi dibanding tanaman lain, (iii) memiliki kemampuan mentranslokasi dan mengakumulasi unsur logam dari akar ke
tajuk dengan laju yang tinggi (Hidayati, 2005).
Menurut Triastuti (2010), menyatakan tanaman akar wangi (Vetiveria zizanioides) mempunyai kemampuan dalam
memulihkan tanah tercemar merkuri (Hg2+) pada lahan eks-TPA Keputih, Surabaya dengan cara menyerap dan
mengakumulasikan pada bagian tanaman. Nilai laju serapan konsentrasi Hg yang paling tepat pada tanaman akar wangi
(Vetiveria zizanioides) dalam memulihkan tanah tercemar merkuri ini adalah sebesar 5,08 g/m2/ tahun pada konsentrasi
10 mg/Hg/kg.
91
JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
Gambar 1. Tanaman Akar Wangi
(Sumber : Tampubolon, 2015)
Penelitian ini memilih tanaman akar wangi dikarenakan Vetiveria zizanioides, memiliki kemampuan adaptasi
ekologis yang kuat dan produktivitas biomassa yang besar, mudah untuk mengelola dan dapat tumbuh pada berbagai
kondisi tanah yang berbeda, yang membuatnya calon fitoremediator ideal mengendalikan pencemaran lingkungan.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pola hubungan antara logam berat Cd2+ dan Hg2+ dari baterai bekas
terhadap berat basah dan kering akar, berat basah dan kering tajuk pada tanaman akar wangi serta perubahan pH
tanah.
BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilaksanakan di lahan percobaan Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan pada
bulan Oktober sampai dengan Desember 2016. Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Kelompok (RAK)
non faktorial yang terdiri dari satu perlakuan tanpa ulangan yaitu perlakuan logam berat dari baterai bekas dengan taraf
dosis V0 = 0 g, V1 = 0.80 g,
V2 = 1.60 g, V3 = 2.40 g, V4 = 3.20 g.
Gambar 2. Proses pengambilan karbon baterai bekas.
Pemotongan tanaman akar wangi dilakukan dari indukan dengan ukuran tinggi 20 cm dan panjang akar 8 cm
(Chen, et al., 2004). Parameter yang diukur adalah berat basah dan kering akar, berat basah dan kering tajuk, serta
perubahan pH tanah. Pengamatan dilakukan sampai 7 minggu setelah tanam. pH tanah dianalisis dengan ekstrak H2O.
Analisis data dengan regresi linier sederhana menggunakan IBM SPSS Statistic v.20
92
JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berat Basah Akar
Berdasarkan pengamatan dilapangan diketahui berat basah akar tanaman akar wangi pada setiap dosis dapat
dilihat pada tabel 1 di bawah ini :
Tabel 1. Berat Basah Akar Tanaman Akar Wangi (g)
Perlakuan
Berat Basah Akar (g)
V0
3.37
V1
2.72
V2
4.10
V3
2.74
V4
3.03
Pada 7 MST (minggu setelah tanam) diperoleh berat basah akar tanaman tertinggi terdapat pada perlakuan V 2
sebesar 4.10 g sedangkan berat basah akar tanaman terendah terdapat pada perlakuan V1 sebesar 2.72 g.
Hubungan antara perlakuan yang diberikan dengan berat basah akar dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini :
Tabel 2. Pola Hubungan antara Perlakuan dengan Berat Basah Akar Tanaman Akar Wangi
Coefficientsa
Unstandardiz Standardize
ed
d
Coefficients Coefficients T Sig.
Model
Std.
B
Beta
Error
4.97 .01
(Constant) 3.390 .681
6
6
- .76
Perlakuan
-.066 .205
-.182
.321
9
Berdasarkan tabel 2 diatas diperoleh pola hubungan sebagai berikut :
Y = 3.390 – 0.066 X
Nilai variabel logam berat dari baterai bekas (X) sebesar -0.066, artinya setiap kenaikan
1 (satu) nilai logam berat
dari baterai bekas akan menurunkan berat basah akar sebesar 0.066 g. Nilai signifikan (0.769) > 0.05, hal ini berarti
logam berat dari baterai bekas tidak berpengaruh terhadap berat basah akar tanaman akar wangi.
Berat Kering Akar
Berdasarkan pengamatan dilapangan diketahui berat kering akar tanaman akar wangi pada setiap dosis dapat
dilihat pada tabel 3 di bawah ini :
Tabel 3. Berat Kering Akar Tanaman Akar Wangi (g)
Perlakuan
Berat Kering Akar (g)
V0
1.08
V1
1.01
V2
1.37
V3
0.92
V4
1.06
Pada 7 MST diperoleh berat kering akar tanaman tertinggi terdapat pada perlakuan V2 sebesar 1.37 g sedangkan
berat kering akar tanaman terendah terdapat pada perlakuan V3 sebesar 0.92 g.
Hubungan antara perlakuan yang diberikan dengan berat kering akar dapat dilihat pada tabel 4 dibawah ini :
Tabel 4. Pola Hubungan antara Perlakuan dengan Berat Kering Akar Tanaman Akar Wangi
93
JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
Coefficientsa
Unstandardized Standardized
Coefficients
Coefficients
Model
t
Sig.
Std.
B
Beta
Error
(Constant)
1.127 .204
5.537 .012
Perlakuan
-.013 .061
-.121 -.212 .846
Berdasarkan tabel 4 diatas diperoleh pola hubungan sebagai berikut :
Y = 1.127 – 0.013 X
Nilai variabel logam berat dari baterai bekas (X) sebesar -0.013, artinya setiap kenaikan 1 (satu) nilai logam berat dari
baterai bekas akan menurunkan berat kering akar sebesar 0.013 g. Nilai signifikan (0.846) > 0.05, hal ini berarti logam
berat dari baterai bekas tidak berpengaruh terhadap berat kering akar tanaman akar wangi.
Berat Basah Tajuk
Berdasarkan pengamatan dilapangan diketahui berat basah tajuk tanaman akar wangi pada setiap dosis dapat
dilihat pada tabel 5 di bawah ini :
Tabel 5. Berat Basah Tajuk Tanaman Akar Wangi (g)
Perlakuan
Berat Basah Tajuk (g)
V0
3.79
V1
4.66
V2
4.07
V3
4.18
V4
4.57
Pada 7 MST diperoleh berat basah tajuk tanaman tertinggi terdapat pada perlakuan V 1 sebesar 4.66 g sedangkan
berat basah tajuk tanaman terendah terdapat pada perlakuan kontrol (V0) sebesar 3.79 g.
Hubungan antara perlakuan yang diberikan dengan berat basah tajuk dapat dilihat pada tabel 6 dibawah ini :
Tabel 6. Pola Hubungan antara Perlakuan dengan Berat Basah Tajuk Tanaman Akar Wangi
Coefficientsa
Unstandardiz Standardiz
ed
ed
Coefficients Coefficients
Model
T
Sig.
Std.
B
Beta
Error
(Constant
10.22
3.930 .384
.002
)
8
Perlakua
.108 .116
.474 .932 .420
n
Berdasarkan tabel 6 diatas diperoleh pola hubungan sebagai berikut :
Y = 3.930 + 0.108 X
Nilai variabel logam berat dari baterai bekas (X) sebesar 0.108 artinya setiap kenaikan
1 (satu) nilai logam berat
dari baterai bekas akan meningkatkan berat basah tajuk sebesar 0.108 g. Nilai signifikan (0.420) > 0.05, hal ini berarti
logam berat dari baterai bekas tidak berpengaruh terhadap berat basah tajuk tanaman akar wangi.
Berat Kering Tajuk
Berdasarkan pengamatan dilapangan diketahui berat kering tajuk tanaman akar wangi pada setiap dosis dapat
dilihat pada tabel 7 di bawah ini :
94
JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
Tabel 7. Berat Kering Tajuk Tanaman Akar Wangi (g)
Perlakuan
Berat Kering Tajuk (g)
V0
0.76
V1
0.88
V2
0.72
V3
0.75
V4
0.83
Pada 7 MST diperoleh berat kering tajuk tanaman tertinggi terdapat pada perlakuan V1 sebesar 0.88 g
sedangkan berat kering tajuk tanaman terendah terdapat pada perlakuan V2 sebesar 0.72 g.
Hubungan antara perlakuan yang diberikan dengan berat kering tajuk dapat dilihat pada tabel 8 dibawah ini :
Tabel 8. Pola Hubungan antara Perlakuan dengan Berat Kering Tajuk Tanaman Akar Wangi
Coefficientsa
Unstandardized Standardized
Coefficients
Coefficients
Model
T
Sig.
Std.
B
Beta
Error
(Constant) .785
.079
9.922 .002
Perlakuan
.001
.024
.024 .042 .969
Berdasarkan tabel 8 diatas diperoleh pola hubungan sebagai berikut :
Y = 0.785 + 0.001 X
Nilai variabel logam berat dari baterai bekas (X) sebesar 0.001 artinya setiap kenaikan
1 (satu) nilai logam berat dari
baterai bekas akan meningkatkan berat kering tajuk sebesar 0.001 g. Nilai signifikan (0.969) > 0.05, hal ini berarti logam
berat dari baterai bekas tidak berpengaruh terhadap berat kering tajuk tanaman akar wangi.
Keberadaan logam berat yang berasal dari baterai bekas pada zona perakaran mempunyai pola yang negatif
terhadap berat basah maupun berat kering akar, tetapi mempunyai pola positif terhadap berat basah maupun berat
kering tajuk. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan tanaman akar wangi memiliki kemampuan yang tinggi
mentranslokasikan dan mengakumulasikan logam berat dari akar ke tajuk. Berdasarkan uji koefisien determinasi (R)
antara perlakuan dengan berat kering tajuk pada tabel 11 dibawah ini :
Tabel 11. Koefisien determinasi (R)
Model Summary
R
Adjusted R Std. Error of
Square
Square
the
Estimate
1
.474a
.225
-.034
.36637
a. Predictors: (Constant), logam berat
Model
R
Uji determinasi menunjukkan bahwa nilai (R Square) sebesar 0.225. Hal ini menunjukkan bahwa 22.50% berat
kering tajuk tanaman akar wangi dapat dijelaskan oleh perlakuan logam berat yang berasal dari baterai bekas melalui
hubungan linier dan sisanya 77.50% dipengaruhi oleh variabel lain yang tidak diteliti. Dengan demikian penambahan
berat kering tajuk ini dipengaruhi oleh keberadaan logam berat yang berasal dari baterai bekas. Hal ini sesuai dengan
penelitian Hidayati, (2005) yang menyatakan bahwa syarat karakteristik tumbuhan hiperakumulator adalah : tahan
terhadap unsur logam dalam konsentrasi tinggi pada jaringan akar dan tajuk, tingkat laju penyerapan unsur dari tanah
yang tinggi dibanding tanaman lain, memiliki kemampuan untuk mentranslokasi dan mengakumulasi unsur logam dari
akar ke tajuk dengan laju yang tinggi.
Proses penyerapan logam berat dari akar secara umum dapat dijelaskan melalui gambar 3 dibawah ini :
95
JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
Gambar 3. Proses penyerapan logam berat. (Sumber : Lou, et al, 2016).
pH Tanah
Berdasarkan pengamatan dilapangan diketahui pH tanah awal dan akhir penelitian pada tabel 9 di bawah ini :
Tabel 9. pH Tanah
Perlakuan
pH Awal
pH Akhir
Perubahan
V0
5.49
5.27
-0.22
V1
5.52
5.13
-0.39
V2
5.40
5.08
-0.32
V3
5.58
5.15
-0.43
V4
5.74
5.39
-0.35
Pada 7 MST diperoleh bahwa pH tanah semua perlakuan pada akhir penelitian ini mengalami penurunan dan
penurunan pH tertinggi terdapat pada perlakuan V3 sebesar 0.43.
Hubungan antara perlakuan yang diberikan terhadap perubahan pH tanah dapat dilihat pada tabel 10 dibawah ini
:
Tabel 10. Pola Hubungan antara Perlakuan terhadap Perubahan pH Tanah
Coefficientsa
Unstandardized Standardized
Coefficients
Coefficients
Model
T
Sig.
Std.
B
Beta
Error
(Constant) -.252
.078
.048
3.242
Perlakuan -.030
.023
-.594
.291
1.280
Berdasarkan tabel 10 diatas diperoleh pola hubungan sebagai berikut :
Y = -0.252 - 0.030 X
Nilai variabel logam berat dari baterai bekas (X) sebesar 0.030 artinya setiap kenaikan
1 (satu) nilai logam berat dari
baterai bekas akan menurunkan pH tanah sebesar 0.030 sehingga pH tanah menjadi tergolong masam.
Dengan meningkatnya H+ didalam tanah maka pH tanah semakin masam. Semakin masam tanah maka akan
meningkatkan serapan logam berat oleh tanaman. Dengan semakin tinggi logam berat yang diserap maka terjadi
penambahan berat basah dan kering tajuk tanaman akar wangi. Hal ini sesuai dengan literatur Lepp (1981) dalam
Wiguna et al., (2007) yang menyatakan bahwa konsentrasi dan pH tanah adalah dua faktor yang mempengaruhi
akumulasi kadmium. Penyerapan logam kadmium oleh tanaman dapat dipengaruhi oleh pH tanah.
96
JURNAL ILMIAH MAKSITEK
ISSN-2548 – 429x
VOL. 2 NO. 2, MEI 2017
KESIMPULAN
Logam berat yang berasal dari baterai bekas pada tanaman akar wangi lebih tinggi di tajuk (berat basah tajuk =
0.108 g dan berat kering tajuk = 0.001 g) dibandingkan di akar (berat basah akar = -0.066 g dan berat kering akar = 0.013 g) dan dapat mengakibatkan penurunan pH tanah (0.030).
DAFTAR PUSTAKA
Chen, Y., Z. Shen., and X. Li. 2004. The Use of Vetiver Grass (Vetiveria zizanioides) in the Phytoremediation of Soils
Contaminated with Heavy Metals. Applied Geochemistry Journal, 19 : 1553–1565.
Clemens, S., M. G. Palmgren., and U. Kramer. 2002. A Long Way Ahead: Understanding and Engineering Plant Metal
Accumulation. Trends Plant Sci. 7 : 309–315.
Hardyanti, N dan S. S. Rahayu. 2007. Fitoremediasi Phospat Dengan Pemanfaatan Enceng Gondok (Eichhornia
crassipes) (Studi Kasus Pada Limbah Cair Industri Kecil Laundry). Jurnal Presipitasi, vol. 2 (1) : 28-33
Hidayati, N. 2005. Fitoremediasi dan Potensi Tumbuhan Hiperakumulator. Jurnal Hayati, vol. 12 (1) : 35-40.
Luo, Z-B., J. He., A. Polle., H. Rennenberg. 2016. Heavy Metal Accumulation and Signal Transduction in Herbaceous
and Woody Plants : Paving the Way for Enhancing Phytoremediation Efficiency. Biotechnology Advances, 40 :
1-18.
Sudarmaji., J. Mukono, dan Corie. I. P. 2006. Toksikologi Logam Berat B3
Jurnal Kesehatan Lingkungan, vol. 2 (2) : 129-142
dan Dampaknya Terhadap Kesehatan.
Tampubolon, K. 2015. Potensi Tanaman Akar Wangi (Vetiver zizanioides) dalam Fitoremediasi Logam Berat untuk
Mewujudkan Medan Cerdas (Smart City). Kumpulan Karya Tulis Ilmiah, Balai Penelitian dan Pengembangan
Kota Medan, hal : 8-29.
Triastuti, Y. 2010. Fitoremediasi Tanah Tercemar Merkuri (Hg 2+) Menggunakan Tanaman Akar Wangi (Vetiver
zizanioides) Pada Lahan Eks-TPA Keputih, Surabaya. Skripsi Institut Teknologi Surabaya
Wiguna., Adin Z dan Hindersah, R. 2007. ”Pengaruh Lumpur Instalasi Pengolahan Air Limbah dan Pupuk Kotoran Sapi
Terhadap Pb dan Cd Tanah Serta Akumulasinya pada Biji Jagung Manis”. Jurnal Biologi
Vol. 6 (2)
97