Fitoremediasi Tanah Tercemar Logam Berat Seng (Zn) Menggunakan Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.)

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR Fitoremediasi Tanah Tercemar Logam Berat Seng (Zn) Menggunakan Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) Oleh Senja Ike Rismawati Dosen Pembimbing: Aunuroim, S.Si, DEA Dini Ermavitalani, S.Si, M.Si

2 LATAR BELAKANG Mudah tumbuh, tahan kekeringan, mudah didapatkan dan diperbanyak (Hambali dkk,2006) Bukan tanaman konsumsi Dapat bertahan pada tanah terkontaminasi As,Cr dan Zn hingga konsentrasi 250, 100 dan 3000 mg/kg (kumar,2008) Jarak pagar (Jatropha curcas L.) Upaya pemulihan perlu dilakukan : dengan teknik fitoremediasi industri kimia, semen, peleburan logam, pertambangan, baterai, cat dan industri lainya (Khasanah, 2009) Limbah industri = toksikan yang sangat berbahaya, apalagi prosesnya melibatkan Logam berat Logam berat yang umumnya mencemari habitat :Cd, Cr,Cu,Hg, Pb, Ni dan Seng Zn (USEPA, 1997; Lasat et al., 2001). Zn adalah logam berat essensial, dalam jumlah rendah dibutuhkan oleh tubuh (manusia, hewan dan tumbuhan) tapi dalam kadar tinggi dapat meracuni tubuh (palar,1994)

3 PERMASALAHAN Apakah tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) mempunyai potensi dalam meremediasi tanah tercemar logam Seng (Zn)? Apakah logam berat Seng (Zn) memberikan pengaruh terhadap tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.)? TUJUAN Untuk mengetahui potensi tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) dalam meremediasi tanah tercemar logam berat Zn. Untuk mengetahui pengaruh logam berat Seng (Zn) terhadap pertumbuhan tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.)

4 Jenis tanaman uji adalah Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dengan tinggi yang relatif seragam BATASAN MASALAH Sampel untuk media tanam berupa tanah taman yang dicemari oleh limbah buatan ZnCl 2 dengan konsentrasi 0, 500, 1500 dan 2500 mg/kg (Kumar, 2008) Penelitian ini dilakukan selama 28 hari dengan pemanenan setiap 7 hari sekali Potensi tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dalam meremediasi tanah tercemar logam Seng (Zn) dapat diperkirakan melalui Faktor Transfer (FT) Pengamatan parameter pertumbuhan meliputi pengukuran tinggi tanaman, luas daun dan berat kering. MANFAAT : Diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah mengenai alternatif pengolahan tanah tercemar logam berat Seng (Zn) menggunakan tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) secara fitoremediasi

5 TEMPAT PENELITIAN METODOLOGI Balittas (Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat), Rumah kaca DKP Surabaya dan Lab.BOTANI PRODI BIO ITS Analisis Kandungan Zn Balai Besar Labolatorium Kesehatan Surabaya (BBLKS) Waktu Penelitian Februari-Juni 2012 Rancangan Penelitian Rancangan Acak Lengkap dengan Konsentrasi Zn yang ditambahkan 0 mg/l, 500 mg/l, 1500 mg/l dan 2500 mg/l dengan 4 ulangan

6 ALAT DAN BAHAN Alat: Polybag ukuran 30x40 cm, AAS (Atomic Absorbtion Spectrofotometer), timbangan, neraca analitik, penggaris, termometer, soil tester, gelas kimia, pipet, erlenmeyer, dan oven. Bahan: Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) berumur 2,5 bulan, aquades, ZnCl 2,tanah taman dan pupuk kandang.

7 CARA KERJA Pembenihan dan Persiapan Penanaman Aklimatisasi Pemberian perlakuan logam Pengukuran parameter pertumbuhan Analisis kandungan Zn Analisa Data Analysis of Variance (ANOVA), uji lanjutan dengan uji Fisher s α 5%

8 HASIL DAN PEMBAHASAN PENURUNAN ZINK DALAM TANAH Konsentrasi Znyang Ditambahka n Hari Ke-7 Nilai Zn pada media (mg/kg) Hari Ke- 14 Hari Ke- 21 Hari Ke- 0 mg/l 85, ,564 71,554 65, mg/l 436, mg/l 2500 mg/l 1119, , , , ,39 327, , , , , ,55 5 Konsentrasi Zn (mg/kg) Rerata Penurunan Konsentrasi Zn dalam media 0 Hari Ke-7 Hari Ke-14 Hari Ke-21 Hari Ke-28 Waktu pemaparan (Hari) pada hari ke-7 hingga hari ke-28 diperoleh bahwa kandungan konsentrasi Zn semakin berkurang baik pada setiap konsentrasi 0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l Hal ini sesuai dengan pernyataan dari Kasmara (2005) dalam Rossiana (2007), yang meyebutkan bahwa akan terjadi penurunan konsentrasi logam berat pada tanah setelah fitoremediasi dibandingkan sebelum fitoremediasi

9 NILAI PH TANAH Konsentra Nilai ph tanah si Zn yang Ditambahk an Hari ke-7 Hari Ke-14 Hari Ke-21 Hari Ke-28 0 mg/l 5,4 5,7 6, mg/l 4,9 5,8 5,3 6, mg/l 4,8 5,6 5,8 6, mg/l 4,2 4,5 5,1 6,4 nilai ph bersifat asam, yaitu pada kisaran 4,2-5,4. Nilai ph pada semua konsentrasi Zn terus mengalami kenaikan mendekati ph netral (6,9). Berdasarkan uji statistik, pemberian perlakuan logam berat Zn memberikan pengaruh terhadap nilai ph dengan p-value <0,05. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada lampiran E

10 TEMPERATUR TANAH Nilai Temperatur C Temperatur Tanah pada Beberapa Konsentrasi Zn selama Waktu Pemaparan Waktu Pemaparan (Hari) 0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) tumbuh subur pada temperatur sekitar 27 C - 30 C. Berdasaran uji statistik pemberian perlakua pemberian logam berat Zn memiliki pengaruh terhadap nilai temperatur tanah dengan p-value <0,05. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada lampiran E.

11 AKUMULASI ZINK PADA TANAMAN JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS) Konsentrasi Zn yang ditambahkan Akumulasi Logam Zn dalam Tanaman Jarak pagar (mg/kg) Hari ke-7 Hari ke-14 Hari ke-21 Hari ke-28 0 mg/l 25,044 26, ,409 31, mg/l 149, ,35 168, , mg/l 453, , , , mg/l 711, , , ,822 akumulasi logam Zn pada tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi Zn yang ditambahkan.

12 AKUMULASI ZINK PADA TANAMAN JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS) 1200 Akumulasi Zn pada Akar dan Non Akar Jarak pagar Selama Waktu Pemaparan Akumulasi Zn (mg/kg) Akar Non Total Akar Non Total Akar Non Total Akar Non Total Akar Akar Akar Akar 0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l Waktu pemaparan (hari)

13 HASIL DAN PEMBAHASAN akumulasi logam berat Zn lebih tinggi dalam bagian akar dibandingkan bagian non akar (batang dan daun) Hal ini disebakan karena: Akar tumbuhan memiliki kemampuan mentraslokasikan logam berat lebih banyak di akar dibandingkan bagian tunas atau pucuk (Kumar,1999) Hal ini berkaitan dengan kerja pita Caspary di endodermis sel akar. Pita Caspary memiliki fungsi penting sebagai penghalang masuknya air serta mineral terlarut melalui jalur ekstraseluler, menentukan jenis-jenis mineral apa saja yang dapat memasuki xilem akar. Adanya pita caspary pada endodermis jaringan akar ini dapat menghambat transport logam berat dari akar ke organ batang dan daun sehingga konsentrasi logam nikel di akar lebih besar daripada di batang dan daun.

14 Selain itu,, Pada akar tidak hanya terjadi proses absorbsi (penyerapan) logam Zn, tetapi juga terjadi proses adsorpsi (penjerapan) logam di permukaan akar. Hal ini juga menjadi penyebab konsentrasi Zn lebih tinggi di organ akar daripada di organ non akar

15 ANALISIS TINGGI TANAMAN Tinggi (Cm) Tinggi Tanaman pada Beberapa Konsentrasi Zn Selama Waktu Pemaparan Waktu Pemaparan (Hari) 0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) dengan konsentrasi Zn yang paling tinggi yaitu 2500 mg/l memberikan hambatan yang paling besar terhadap pertumbuhan tinggi tanaman. DIDUGA----- kelebihan Zn akan menghambat aktifitas fisiologis, seperti penghambatan produksi NADP pada kloroplas (van Asscheetal., 1988). Kelebihan Zn juga akan menghambat α-amilase, ATPase, fitase dan IAA Oksidase yang merupakan hormon perangsang multiplikasi tanaman (Nang et al., 1984).

16 ANALISIS LUAS DAUN Nilai Luas Daun (Cm²) Luas Daun pada Beberapa Konsentrasi Zn Selama Waktu Pemaparan Waktu pemaparan (Hari) 0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) dengan konsentrasi Zn yang paling tinggi yaitu 2500 mg/l memberikan hambatan yang paling besar terhadap pertumbuhan luas daun tanaman Hal ini dikarenakan peran Zn dalam mekanisme perpindahan Mg pada pemisahan air di fotosistem II, ketika konsentrasi Zn pada tanaman tinggi dapat mengakibatkan penghambatan Fotosistem I dan Fotosisten II sehingga proes fotosintesis akan terhambat pula (van Assche and Clijsters, 1986).

17 ANALISIS BERAT KERING Berat Kering Tanaman Jarak pagar (gram) Konsentrasi Hari ke- Hari ke- Hari ke- Hari ke-7 Zn yang ditambahkan 0 mg/l 16,525 19,64 21,915 22, mg/l 17,015 17, , , mg/l 17,825 18,075 22,147 25, mg/l 20, , ,647 26,357 Berat kering meningkat seiring dengan meningkatnya akumulasi logam berat Zn. Detoksifikasi ion logam yang masuk dalam sel dapat dilakukan dengan pembentukan fitokelatin Dengan bantuan fitokelatin ion logam akan berikatan dengan gugus surfihidril pada sistein sehingga membentuk kompleks fitokelatin logam yang kemudian ditransport kedalam vakuola untuk disimpan (Gardner, 1991) Hal ini menyebabkan tanaman tetap mampu melakukan proses-proses fisiologis sehingga berat kering tanaman menjadi meningkat.

18 MORFOLOGI DAUN (A) Klorosis (B) Nekrosis (C) Daun tidak normal (D) Klorosis gejala toksisitas ini terjadi pada konsentrasi 500 mg/l hingga konsentrasi 2500 mg/l yang ditunjukkan pada hari ke-14, 21 dan 28. Fontex dan Cox (1995) menyebutkan Kelebihan Zn mengakibatkan: Klorosis pada daun muda = daun yang kehilangan klorofil ditandai dengan menguningnya daun Pertumbuhan daun yang tidak normal = daun yang lebih kecil/kerdil Nekrosis = gejala kematian sel tanaman yang ditandai dengan daun yang menggulung dan daun yang keriput/berparut

19 POTENSI TANAMAN JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS) SEBAGAI AGEN FITOREMEDIATOR Menurut Tjahaja (2006) potensi fitoremediator tersebut dapat ditinjau dari faktor transfer. Berdasarkan nilai faktor transfer menurut (Baker 1981) dan Zhu (2005), menyatakan bahwa nilai faktor transfer yang lebih besar dari 1 dapat dikategorikan sebagai metal accumulator species, sedangkan tumbuhan yang mempunyai nilai faktor transfer yang kurang dari 1 dikategorikan sebagai metalexcluder species

20 Nilai Faktor Transfer Konsentrasi Zn yang ditambahkan 0 mg/l 500 mg/l 1500 mg/l 2500 mg/l Hari ke-7 Hari ke-14 Hari ke-21 Hari ke-28 0, , , , , , , , , , , , , , , , tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) berpotensi sebagai tanaman akumulator Zn. Hal ini terlihat dari nilai faktor transfer yang relatif lebih besar dari 1 (Tjahaja, 2006)

21 KESIMPULAN 1. Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas) berpotensi sebagai akumulator zink, tetapi kurang efektif (nilai faktor transfer < 20) untuk diaplikasikan sebagai agen fitoremediator Zn pada 28 hari perlakuan. 2. Logam berat Zn berpengaruh terhadap tinggi tanaman, luas daun, dan biomassa. Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas)mampu tumbuh pada tanah tercemar logam berat Zn

22 SARAN 1. Penelitian lanjutan untuk mengetahui nilai ekonomi jarak pagar sebagai bahan baku minyak nabati (biodiesel) kaitannya dengan penggunaan tanaman dalam meremediasi tanah tercemar logam berat Zink 2. Penelitian lanjutan dengan melakukan pengaturan variasi ph tanah untuk mengetahui akumulasi logam berat dalam jumlah yang lebih besar oleh tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas).

23 TERIMA KASIH