FITOREMEDIASI LOGAM Fe DALAM AIR ASAM TAMBANG DENGAN MEDIA ECENG GONDOK ( Eichhornia crassipes Martius ) Oleh: SUPRAYITNO NIM:

Transkripsi

1 FITOREMEDIASI LOGAM Fe DALAM AIR ASAM TAMBANG DENGAN MEDIA ECENG GONDOK ( Eichhornia crassipes Martius ) Oleh: SUPRAYITNO NIM: PROGRAM STUDI MANAJEMEN LINGKUNGAN JURUSAN MANAJEMEN PERTANIAN POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI SAMARINDA SAMARINDA 2012

2 FITOREMEDIASI LOGAM Fe DALAM AIR ASAM TAMBANG DENGAN MEDIA ECENG GONDOK ( Eichhornia crassipes Martius ) Oleh: SUPRAYITNO NIM: Karya Ilmiah Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Sebutan Ahli Madya Program Diploma III Politeknik Pertanian Negeri Samarinda PROGRAM STUDI MANAJEMEN LINGKUNGAN JURUSAN MANAJEMEN PERTANIAN POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI SAMARINDA SAMARINDA 2012

3 HALAMAN PENGESAHAN Judul Karya Ilmiah : Fitoremediasi Logam Fe dalam Air Asam Tambang dengan Media Eceng Gondok ( Eichhornia crassipes Martius ) Nama : Suprayitno NIM : Program Studi : Manajemen Lingkungan Jurusan : Manajemen Pertanian Pembimbing, Penguji I, Haryatie Sarie, SP, MP NIP M. Fikri, Henandi, S.Hut., MP NIP Penguji II, Adi Supriadi, S.Hut., M.Si NIP Menyetujui, Ketua Program Studi Manajemen Lingkungan Mengesahkan, Ketua Jurusan Manajemen Pertanian Ir. Dadang Suprapto, MP NIP Ir. Hasanudin, MP NIP Lulus ujian pada tanggal

4 ABSTRAK SUPRAYITNO. Fitoremediasi Logam Fe Dalam Air Asam Tambang Dengan Media Eceng Gondok (di bawah bimbingan HARYATIE SARIE). Penelitian ini dilatarbelakangi oleh belum maksimalnya pengolahan air asam tambang di perusahaan tambang batubara khususnya dalam menangani logam Fe. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa kandungan logam Fe dalam air asam tambang secara fitoremediasi dengan media eceng gondok. Hasil penelitian mengetahui bahwa logam Fe mengalami penurunan dari 0,382 mg/l menjadi 0,379 mg/l dan pada hari ketiga dan keempat logam Fe tidak terdeteksi. Kata kunci: Eceng gondok, Fitoremediasi, Logam Fe, AAT

5 RIWAYAT HIDUP SUPRAYITNO, lahir pada tanggal 25 Oktober 1989 di Ampel Gading Jawa Tengah, merupakan anak kedua dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Sawiyan dan Ibu Surati. Pendidikan dimulai di Sekolah Dasar Negeri 029 Bunga Jadi dan lulus pada tahun 2003, kemudian melanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama Negeri 2 Muara Kaman dan lulus pada tahun 2006, kemudian melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas Negeri 2 Sebulu Sumber dan memperoleh ijasah pada tahun Pendidikan Tinggi dimulai pada tahun 2009 di Politeknik Pertanian Negeri Samarinda Jurusan Manajemen Pertanian, Program Studi Manajemen Lingkungan. Bulan Maret-Mei Tahun 2012 mengikuti kegiatan praktik kerja lapang di CV. Arjuna Kecamatan Samarinda Ilir, Provinsi Kalimantan Timur.

6 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wata ala, atas Rahmat dan Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan hasil penelitian dan analisa di Laboratorium Tanah dan Air Politeknik Pertanian Negeri Samarinda selama dua bulan dari bulan Juni-Juli tahun 2012, sebagai syarat menyelesaikan tugas akhir dan mendapatkan sebutan Ahli Madya. Dalam penyusunan karya ilmiah ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini dengan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada: 1. Ibu Haryatie Sarie, SP, MP selaku dosen pembimbing yang senantiasa mendampingi dalam penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. 2. Bapak M. Fikri Henandi, S.Hut, MP selaku dosen penguji satu. 3. Bapak Adi Supriadi, S.Hut, M.Si selaku penguji dua. 4. Bapak Ir. Dadang Suprapto, MP selaku Ketua Program Studi Manajemen Lingkungan. 5. Bapak Ir. Hasanudin, MP selaku Ketua Jurusan Manajemen Pertanian. 6. Bapak Sumarlin yang telah membantu dalam penelitian karya ilmiah ini. 7. Seluruh staf pengajar, instruktur dan teknisi Program Studi Manajemen Lingkungan. 8. Bapak Ir. Wartomo, MP selaku Direktur Politeknik Pertanian Negeri Samarinda. 9. Keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan baik secara materil maupun moril. 10. Rekan-rekan mahasiswa Manajemen Lingkungan angkatan 2009 (Widi, Niko dan Ahmad Awaluddin). 11. Kasmini Wati yang telah memberikan semangat dan dukungan selama kuliah dan penyusunan karya ilmiah.

7 Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan dan kelemahan dalam penulisan ini, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca. Amin. Kampus Sei Keledang, Agustus 2012 Penulis

8 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... Halaman DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... I. PENDAHULUAN II. III. IV. TINJAUAN PUSTAKA 1. Risalah Eceng Gondok Fitoremediasi Logam Fe dalam Air Air Asam Tambang... 5 METODE PENELITIAN 1. Lokasi dan Waktu Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Prosedur Penelitian Pengolahan Data... 8 HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Pembahasan V. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v vi ix x

9 DAFTAR TABEL Nomor Tubuh Utama Halaman 1. Hasil analisa Fe di Laboratorium Hasil Analisa ph

10 DAFTAR GAMBAR Nomor Tubuh Utama Halaman 1. Grafik Penurunan Fe Lampiran 2. Pengambilan Sampel Air Asam Tambang Pengambilan Eceng Gondok Analisa Parameter Fe... 16

11 I. PENDAHULUAN Perkembangan industri dewasa ini tumbuh dengan pesat khususnya industri yang bergerak dibidang pertambangan batubara, untuk memenuhi permintaan baik dalam maupun luar negeri akan kebutuhan batubara maka pengembangan pembukaan lahan secara bertahap terus digalakkan. Kegiatan pertambangan untuk mengambil bahan galian berharga dari lapisan bumi telah berlangsung sejak lama dan sudah barang tentu akan banyak mengakibatkan dampak, baik terhadap lingkungan, maupun yang bersifat ekonomis dan sosial. Salah satu unsur penyebab yaitu asam tambang (AAT) yang mengandung besi sulfur, seperti pirit (FeS 2 ) dan pirotit (FeS) yang dapat mencemari air permukaan dan air tanah, mengganggu kesehatan masyarakat sekitar (Fahruddin, 2010). Pengolahan dan pemantauan AAT khususnya dalam menangani logam Fe merupakan upaya yang harus dilakukan dari interen maupun eksteren perusahaan, mengingat logam Fe merupakan unsur penting dalam air tetapi apabila dalam jumlah tinggi akan berdampak terhadap lingkungan. Salah satu teknik untuk mengolah AAT adalah menggunakan teknik fitoremediasi. Fitoremediasi merupakan penggunaan tanaman untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organik maupun anorganik.

12 Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa kandungan logam Fe dalam air asam tambang secara fitoremediasi dengan media eceng gondok. Hasil yang diharapkan dalam penelitian ini adalah sebagai bahan informasi bahwa tanaman eceng gondok mampu menurunkan logam Fe dalam air asam tambang.

13 II. TINJAUAN PUSTAKA 1. Risalah Eceng Gondok Risalah eceng gondok adalah sebagai berikut (Anonim, 2012a): Kerajaan : Plantae Divisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies : Magnoliophyta : Liliopsida : Commelinales : Pontederiaceae : Eichhornia : E. crassipes Martius Eceng gondok pertama kali ditemukan secara tidak sengaja oleh seorang ilmuwan bernama Carl Friedrich Philipp von Martius, seorang ahli botani berkebangsaan Jerman pada tahun 1824 ketika sedang melakukan ekspedisi di Sungai Amazon Brazil. Eceng gondok memiliki kecepatan tumbuh yang tinggi sehingga tumbuhan ini dianggap sebagai gulma yang dapat merusak lingkungan perairan. Eceng gondok hidup mengapung di air dan kadangkadang berakar dalam tanah, tingginya sekitar 0,4-0,8 meter, tidak mempunyai batang, berdaun tunggal dan berbentuk oval, ujung dan pangkalnya meruncing, pangkal tangkai daun menggelembung. Permukaan daunnya licin dan berwarna hijau, bunganya termasuk bunga majemuk, berbentuk bulir, kelopak berbentuk tabung, biji berbentuk bulat dan berwarna

14 hitam, buahnya kotak beruang tiga dan berwarna hijau, akarnya merupakan akar serabut. Habitat eceng gondok tumbuh di kolam-kolam dangkal, tanah basah dan rawa, aliran air yang lambat, danau, tempat penampungan air dan sungai. Tumbuhan ini dapat beradaptasi dengan perubahan yang ekstrim dari ketinggian air, arus air, dan perubahan ketersediaan nutrien, ph, temperatur dan racun dalam air. Pertumbuhan eceng gondok yang cepat terutama disebabkan oleh air yang mengandung nutrien yang tinggi, terutama yang kaya akan nitrogen, fosfat dan potasium. Kandungan garam dapat menghambat pertumbuhan eceng gondok seperti yang terjadi pada danaudanau di daerah pantai Afrika Barat, dimana eceng gondok akan bertambah sepanjang musim hujan dan berkurang saat kandungan garam naik pada musim kemarau (Anonim, 2012b). 2. Fitoremediasi Istilah fitoremediasi berasal dari bahasa Inggris phytoremediation, yang tersusun dari dua kata yaitu phyto yang berasal dari bahasa Yunani phyton (tumbuhan) dan remediation yang berasal dari bahasa latin remedium (menyembuhkan), dalam hal ini juga berarti menyelesaikan masalah dengan cara memperbaiki kesalahan atau kekurangan. Dengan demikian fitoremediasi merupakan penggunaan tanaman untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organik maupun anorganik.

15 Berdasarkan mekanisme dalam proses remediasi maka fitoremediasi dapat dibagi menjadi fitoekstrasi, rizofiltrasi, fitodegradasi, fitovolatisasi. Fitoekstrasi mencakup penyerapan bahan pencemar oleh akar tumbuhan dan translokasi atau akumulasi senyawa itu ke bagian tumbuhan seperti akar, daun dan batang. Rizofiltrasi adalah pemanfaatan kemampuan akar untuk menyerap, mengendapkan dan mengakumulasi logam dari aliran limbah, ini umumnya untuk membersihkan lingkungan akuatik. Fitodegradasi adalah metabolisme bahan pencemar di dalam jaringan tumbuhan. Fitovolatilisasi adalah ketika tumbuhan menyerap kontaminan dan melepaskan ke atmosfir melalui daun. Teknologi ini potensial untuk diaplikasikan, aman digunakan dengan dampak negatif kecil, memberikan efek positif yang multiguna terhadap kebijakan pemerintah, komunitas masyarakat dan lingkungan, biaya relatif rendah, mampu mereduksi volume kontaminan dan memberikan keuntungan langsung bagi kesehatan masyarakat (Fahruddin, 2010). 3. Logam Fe dalam air Logam Fe merupakan unsur penting dalam air permukaan dan air tanah. Perairan yang mengandung Fe apabila digunakan untuk keperluan rumah tangga menyebabkan bekas karat pada pakaian, porselin dan alat-alat lainnya serta menimbulkan rasa tidak enak pada air minum jika konsentrasinya ± 0,31 mg/l (Achmad, 2004). Sifat kimia perairan dari Fe adalah sifat redoks, pembentukan kompleks, metabolisme oleh mikroorganisme dan pertukaran dari Fe antara fasa dan fase padat yang mengandung Fe karbonat, hidroksida dan sulfide.

16 Fe (II) sebagai ion berhidrat yang dapat larut, Fe 2+, merupakan jenis besi yang terdapat dalam air tanah. Karena air tanah tidak berhubungan dengan oksigen dari atmosfir, konsumsi oksigen bahan organik dalam media mikroorganisme sehingga menghasilkan keadaan reduksi dalam air tanah. Oleh karena itu, besi dengan bilangan oksidasi rendah, yaitu Fe (II) umum ditemukan dalam air tanah dibandingkan Fe (III). Secara umum Fe (II) terdapat dalam air tanah berkisar antara 1,0 10 mg/l, namun demikian tingkat kandungan Fe sampai 50 mg/l dapat juga ditemukan dalam air tanah di tempat-tempat tertentu. Air tanah yang mengandung Fe (II) mempunyai sifat yang unik dalam kondisi tidak ada oksigen air tanah jernih, begitu mengalami oksidasi dengan oksigen yang berasal dari atmosfir ion ferro akan berubah menjadi ion ferri dengan reaksi sebagai berikut: 4 Fe 2+ + O H 2 O 4 Fe (OH) 3 8 H + dan air menjadi keruh. Pada pembentukan Fe (III) oksidasi terhidrat yang tidak larut menyebabkan air berubah menjadi abu-abu. Fe (II) dapat terjadi sebagai jenis stabil yang larut dalam dasar danau dan sumber air yang kekurangan oksigen. Dalam perairan dengan ph sangat rendah, kedua bentuk ion ferro dan ferri dapat ditemukan, hal ini terjadi bila perairan memperoleh buangan dari limbah tambang asam (Acid Mine Waters) (Achmad, 2004).

17 4. Air Asam Tambang Pembentukan air asam tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal dengan "Acid Mine Drainage (AMD)" atau " Acid Rock Drainage (ARD)" terbentuk dari oksidasi mineral yang mengandung besi sulfur, seperti pirit (FeS 2 ) dan pirotit (FeS) oleh oksidator seperti air, oksigen. Proses oksidasi mineral sulfide terjadi akibat adanya udara, air dan bakteri, reaksi yang terbentuk adalah: 4FeS O 2 + 2H 2 O 4Fe 3+ 8 SO H + Terbentuknya air asam tambang akan menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan yaitu: a. Masyarakat yang berada disekitar areal penambangan Dampak air asam tambang tidak dirasakan secara langsung oleh masyarakat tetapi apabila dalam waktu panjang kandungan logam Fe akan terakumulasi di dalam tubuh makhluk hidup (ikan dan tumbuhan) dan apabila dikonsumsi oleh masyarakat akan menyebabkan gangguan kesehatan seperti penyakit minamata, bibir sumbing, kerusakan susunan syaraf dan cacat pada bayi. b. Kualitas air permukaan Hasil oksidasi pirit membentuk air asam tambang akan menyebabkan menurunnya kualitas air permukaan.

18 c. Biota perairan Apabila air sungai telah terkontaminasi oleh air asam tambang maka akan berdampak pada penurunan biota di perairan atau ketidak mampuan biota perairan dalam bertahan hidup. d. Kualitas tanah Logam berat seperti besi, tembaga, seng yang terkandung dalam tanah yang asamnya tinggi pada dasarnya merupakan unsur hara mikro yang dibutuhkan tanaman, sementara unsur hara makro yang dibutuhkan tanaman seperti fosfor, magnesium, kalsium sangat kurang, akibatnya keracunan pada tanaman karena kelebihan unsur hara mikro, ini ditandai dengan membusuknya akar tanaman sehingga tanaman menjadi layu (Anonim, 2012).

19 III. Metode Penelitian 1. Lokasi dan Waktu Peneltian Penelitian dilakukan dengan mengambil sampel air di setlling pond yang tidak aktif pada aliran kompartemen kedua di perusahaan batubara CV. Arjuna dan analisa sampel dilakukan di Laboratorium Tanah dan Air Politeknik Pertanian Negeri Samarinda. Penelitian dilaksanakan selama dua bulan terhitung sejak penyiapan bahan sampai pengolahan data dimulai dari bulan Mei sampai Juli Bahan dan Alat Penelitian Bahan dan alat penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut: - Eceng Gondok sebanyak 2 rumpun. - Sampel air asam tambang sebanyak 20 liter. - Larutan standar Fe (4, 8, 10, 12, 16, 20 ppm). - Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) untuk mengukur kadar Fe. - Jerigen untuk tempat menampung sampel air pada saat pengambilan di lapangan. - Bak berukuran 50 x 100 cm, untuk menampung sampel dan media eceng gondok. - Kalkulator, untuk memudahkan penghitungan nilai parameter uji. - ATK, untuk membantu dalam penulisan proses penelitian.

20 3. Prosedur penelitian - Menganalisa sampel air sebelum fitoremediasi sebagai kontrol untuk mengetahui nilai kandungan Fe dengan menggunakan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). - Memasukkan sampel air sebanyak 20 liter dan eceng gondok sebanyak 2 rumpun ke dalam bak. - Menganalisa sampel air selama fitoremediasi berlangsung setiap dua hari sekali selama satu minggu untuk mengetahui perubahan nilai kandungan Fe. 4. Pengolahan data Analisa data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisa data secara tabulasi dan grafik.

21 VI. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Berdasarkan hasil analisa diperoleh kandungan logam Fe sebelum dan sesudah fitoremediasi dapat dilihat pada tabel dan gambar berikut: Tabel 1. Hasil Analisa Fe di Laboratorium Menggunakan AAS Tgl Perlakuan Interval waktu (2 hari) Hasil 12/juli 14/juli Sebelum menggunakan eceng gondok Menggunakan eceng gondok Pengamatan 1 Pengamatan 2 0,382 mg/l 0,379 mg/l 16/juli Menggunakan eceng gondok Pengamatan 3 TTD 18/juli Menggunakan eceng gondok Pengamatan 4 TTD Keterangan: TTD : Tidak Terdeteksi Tabel 2. Hasil Analisa ph Tgl Perlakuan Interval waktu (2 hari) Hasil 12/juli 14/juli 16/juli 18/juli Sebelum menggunakan eceng gondok Menggunakan eceng gondok Menggunakan eceng gondok Menggunakan eceng gondok Pengamatan 1 Pengamatan 2 Pengamatan 3 Pengamatan 4 3 5,7 6,5 7,2

22 0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 Sebelum Menggunakan *EG Menggunakan *EG Menggunakan *EG Menggunakan *EG Gambar 1. Grafik penurunan logam Fe Keterangan: 0,382 *EG = Eceng Gondok 0,379 TTD = Tidak Terdeteksi 2. Pembahasan Dari hasil uji analisa di Laboratorium telah diketahui kandungan logam Fe sebelum fitoremediasi menggunakan eceng gondok yaitu 0,382 mg/l, kandungan tersebut adalah kandungan logam Fe awal sampel air asam tambang sebagai kontrol untuk mengetahui perubahan logam Fe saat

23 remediasi. Kandungan logam Fe dalam air asam tambang pada umumnya tinggi. Saat remediasi berlangsung yaitu pada hari kedua proses penyerapan logam Fe yang terdapat dalam air asam tambang, ini dilakukan oleh ujung ujung akar dengan jaringan meristem karena adanya gaya tarik menarik oleh molekul-molekul air yang ada pada tumbuhan. Logam Fe yang telah diserap oleh akar akan masuk kebatang melalui pembuluh pengangkut (xilem), yang kemudian akan diteruskan ke jaringan tumbuhan (Subroto, 1996). Dari proses penyerapan oleh akar kandungan logam Fe mengalami penurunan menjadi 0,379 mg/l. Dari analisa pada hari ketiga dan keempat kandungan logam Fe mengalami penurunan sampai tidak terdeteksi oleh AAS, ini disebabkan karena akar eceng gondok telah menyerap lebih banyak logam Fe dari hari sebelumnya. Logam Fe sebelum dan sesudah fitoremediasi masih di bawah ambang baku mutu air limbah pertambangan batubara (Perda Kaltim No. 2 Tahun 2011 dengan parameter Fe yaitu 7 mg/l). Analisa ph sebelum remediasi yaitu 3 sebagai kontrol untuk mengetahui perubahan ph saat remediasi, analisa pada hari kedua ph menjadi 5,7 dan hari ketiga dan keempat menjadi 6,5 dan 7,2. Setelah remediasi dan analisa logam Fe selesai pada hari keempat eceng gondok mengalami perubahan yaitu timbulnya bercak kuning pada daun dan sebagian telah layu, selang beberapa waktu eceng gondok mati. Perubahan pada eceng gondok karena trasnslokasi dan terakumulasi logam Fe ke bagian jaringan tumbuhan seperti akar, daun, batang dan kurangnya cahaya sebagai proses fotosintesis.

24 V. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan Hasil fitoremediasi menggunakan eceng gondok yang dianalisa menggunakan AAS kandungan logam Fe sebelum fitoremediasi 0,382 mg/l dan sesudah fitoremediasi mengalami penurunan menjadi 0,379 mg/l sampai tidak terdeteksi. 2. Saran Penelitian selanjutnya diharapkan adanya pengembangan metode dan parameter yang diamati untuk mengetahui kandungan logam dalam air asam tambang.

25 DAFTAR PUSTAKA Achmad, R Kimia Lingkungan. Andi. Yogyakarta. Anonim, Dampak asam tambang. diakses tanggal 21 Desember 2011 Anonim, 2012a. Eceng Gondok. diakses tanggal 22 Desember 2011 Anonim, 2012b. Eceng Gondok. diakses tanggal 22 Desember 2011 Fahruddin, Bioteknologi Lingkungan. Alfabeta. Bandung. Subroto, M. A Fitoremediasi Dalam Pengelolaan Lingkungan. Cibinong.

26 Gambar 4. Analisa parameter Fe