BAB II TINJAUAN PUSTAKA. untuk keperluan industri, untuk kegiatan laboratorium, untuk kebersihan sanitasi

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pencemaran Air Makhluk hidup yang ada di bumi ini tidak terlepas dari kebutuhan akan air. Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi. Air bersih sangat diperlukan oleh umat manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk keperluan industri, untuk kegiatan laboratorium, untuk kebersihan sanitasi kota, maupun untuk keperluan pertanian, peternakan dan lain-lainnya. Masalah utama yang dihadapi adalah mendapatkan air yang baik sesuai standard tertentu/baku mutu kualitas air. Saat ini air menjadi barang yang mahal, karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah rumah tangga, industri, laboratorium maupun limbah dari kegiatan-kegiatan lainnya. Air dikatakan tercemar apabila air tersebut telah menyimpang dari keadaan normalnya. Keadaan normal air masih tergantung pada faktor penentu, yaitu kegunaan air itu sendiri dan asal sumber air. (Wardhana, 2001 ). Berdasarkan Peraturan Pemerintah RI No. 82. Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukannya. 7

2 8 Adanya kegiatan manusia sehari-hari menyebabkan bertambahnya jumlah bahan pencemar pada air. Menurut Rickim Mulia (2005) pencemar air dapat dikategorikan sebagai berikut : a. Infectious Agents Bahan pencemar yang paling sering menyebabkan gangguan kesehatan manusia adalah mikroorganisme patogen. Sumber utama mikroorganisme patogen berasal dari kotoran manusia dan hewan yang tidak dikelola dengan baik. b. Zat zat pengikat oksigen Jumlah oksigen terlarut dalam air merupakan indikator yang baik untuk menentukan kualitas air dan kehidupan di dalam air. Air dengan kandungan oksigen lebih besar dari enam ppm dapat mendukung kehidupan ikan dan kehidupan air lainnya. Sedangkan air dengan kandungan oksigen lebih kecil dari dua ppm hanya mendukung kehidupan cacing, bakteri, jamur, dan mikroorganisme pengurai. c. Sedimen Sedimen meliputi tanah dan pasir yang umumnya masuk ke badan air akibat erosi atau banjir. Keberadaan sedimen di dalam air menyebabkan terjadinya peningkatan kekeruhan air. Kekeruhan air dapat menghambat transfer oksigen dari atmosfir ke dalam air. d. Nutrisi / unsur hara Nutrisis/unsur hara, khususnya nitrat dan fosfat dapat mengakibatkan peningkatan produktivitas primer perairan. Peningkatan produktivitas primer

3 9 perairan sebagai akibat pengayaan air dengan nutrien /unsur hara yang dibutuhkan oleh tumbuhan disebut Eutrofikasi. Hal ini menyebabkan badan air menjadi keruh dan bau. e. Pencemar anorganik Pencemar anorganik, seperti logam, garam, asam dan basa dapat masuk ke badan air melalui proses alam ataupun sebagai akibat aktivitas manusia. Beberapa jenis logam seperti merkuri, timbal, kadmium dan nikel, dengan konsentrasi relatif kecil sudah dapat membahayakan makhluk hidup. Logam merupakan zat yang sangat persisten sehingga dapat berakumulasi pada rantai makanan dan berdampak pada manusia. f. Zat kimia organik Ribuan zat kimia organik digunakan di dalam industri kimia untuk membuat pestisida, plastik, produk farmasi, pigmen, dan produk lain yang kita gunakan setiap hari. Banyak dari zat kimia organik ini memiliki toksisitas yang tinggi. Kontaminasi air permukaaan dan air tanah dengan zat kimia organik dapat mengancam kesehatan manusia. g. Energi panas Kenaikan/penurunan temperatur air dari kondisi normal dapat memperburuk kualitas air dan kehidupan di dalamnya. Kenaikan temperatur sebagai akibat pembuangan air limbah yang mengandung panas juga menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut di dalam air.

4 10 h. Zat radioaktif Pengaruh zat radioaktif dapat bersifat akut atau kronis. Pada kadar yang tinggi, pengaruh radioaktif terhadap makhluk hidup bersifat akut. Hal ini menyebabkan gangguan proses pembelahan sel dan mengakibatkan rusaknya kromosom. Pengaruh kronis yang muncul dalam jangka waktu lama dapat terjadi pada genetik (sistem reproduksi) dan somatik (sel tubuh). 2.2 Indikator Pencemaran Air Menurut Wardana (2001), pembuangan air limbah secara langsung ke lingkungan merupakan penyebab utama terjadinya pencemaran air. Limbah (baik berupa padatan maupun cairan) yang masuk ke air lingkungan menyebabkan terjadinya penyimpangan dari keadaan normal air dan ini berarti suatu pencemaran. Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati seperti : 1. Ada perubahan suhu air 2. Ada perubahan ph atau konsentrasi ion Hidrogen. 3. Ada perubahan warna, bau dan rasa air. 4. Timbul endapan, koloidal, bahan terlarut 5. Ada mikroorganisme 2.3 Limbah Cair Menurut Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan. Sedangkan limbah cair adalah limbah berupa cairan yang berasal dari

5 11 hasil buangan bahan-bahan yang telah terpakai dari suatu proses produksi industri, domestik, pertanian, rumah sakit, dan laboratorium yang tersuspensi dan terlarut di dalam air. 2.4 Klasifikasi Limbah Berdasarkan Jenis Sumber Limbah menurut jenis sumber dapat di klasifikasikan sebagai berikut ini : Industri Menurut Undang Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah industri adalah sisa suatu kegiatan atau proses produksi Domestik Limbah domestik berasal dari pemukiman, pertokoan, hotel, rumah sakit dan sebagainya. Limbah ini dapat berupa sampah organik, sampah anorganik, dan deterjen. Sampah organik merupakan sampah yang dapat terurai oleh aktifitas bakteri seperti sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dan dedaunan. Sampah anorganik adalah sampah yang tidak dapat terurai Laboratorium Limbah laboratorium berasal dari buangan hasil reaksi-reaksi larutan kimia dalam suatu analisis, praktikum dan penelitian. Larutan kimia tersebut mengandung logam berat yang sangat berbahaya bagi mahkluk hidup dan lingkungannya jika dibuang ke lingkungan tanpa pengolahan limbah terlebih dahulu. Komposisi limbah yang dihasilkan di suatu laboratorium sangat tergantung pada jenis kegiatan analisis dan alat laboratorium yang digunakan. Kegiatan yang dilakukan di UPT. Laboratorium Analitik Universitas Udayana adalah

6 12 kegiatan praktikum, penelitian dan pengujian sampel berupa air bawah tanah, air permukaan, limbah, tanah, dan makanan. Walaupun kegiatan pengujian di laboratorium tidak menghasilkan volume limbah yang cukup banyak, namun limbah laboratorium berdasarkan sifat dan karakteristiknya dapat digolongkan sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3). Limbah cair laboratorium umumnya mengandung unsur logam-logam berat berbahaya seperti Pb, Cd, Hg, As dan logam - logam lainnya serta senyawa kimia yang berbahaya (NO 2, NH 3 dan lain-lain). 2.5 Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) Menurut Undang Undang Republik Indonesia Nomor 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun, yang sifat, konsentrasi, dan jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan, merusak, dan membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, dan kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lainnya. Limbah B3 diidentifikasi sebagai bahan kimia dengan karakteristik : a. Mudah meledak b. Mudah terbakar c. Bersifat reaktif d. Beracun e. Penyebab infeksi f. Bersifat korosif

7 Logam Berat Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh, akumulasi logam berat menyebabkan tingginya konsentrasi logam tersebut di dalam tubuh. (Ridhowati, 2013 ). Logam berat masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan baik dari tumbuh-tumbuhan (sayur-sayuran dan buah-buahan) yang tumbuh dalam tanah pertanian yang tercemar banyak logam berat ataupun bahan kimia yang digunakan dalam pertanian. Logam berat juga dapat terakumulasi dalam tubuh manusia karena mengkonsumsi daging ternak ataupun ikan yang tercemar logam berat. Bahan logam merupakan masalah dunia karena dapat menimbulkan polusi ekosistem, dan para ekologis berusaha mengidentifikasi cara untuk kontrol dan monitor polusi logam dengan tujuan untuk mempertahankan keseimbangan ekosistem alami. Logam berat yang mencemari lingkungan, sebagian besar disebarkan melalui jalur air, dan proses ini akan lebih cepat bila memasuki tubuh manusia melalui rantai makanan. Apabila suatu logam terakumulasi pada jaringan hewan dan tumbuhan yang kemudian dikonsumsi manusia tentunya manusia sebagai rantai makanan tertinggi pada piramida makanan, maka dalam tubuhnya akan terakumulasi logam berat tersebut Logam Timbal (Pb) Logam timbal (Pb) adalah salah satu logam berat, lunak, berwarna abu-abu kebiruan, mengkilat, memiliki karateristik kimia berupa titik lebur rendah, mudah

8 14 dibentuk, dan memiliki sifat kimia yang aktif. Selain itu Pb meleleh pada suhu C, titik didih C, dan berat atom 207,20 (Ridhowati, 2013) Timbal (Pb) merupakan logam yang bersifat toksik. Keracunan Pb bisa terjadi melalui jalur makanan, minuman, pernafasan, kontak lewat kulit, dan mata. Pencemaran yang ditimbulkan Pb berasal dari sumber alami maupun limbah hasil kegiatan manusia dengan jumlah yang terus meningkat, baik di lingkungan air, udara maupun darat. Lingkungan yang terkontaminasi Pb dengan konsentrasi tinggi dapat mengganggu kesehatan manusia seperti terjadi peningkatan kadar Pb dalam darah yang mengakibatkan gangguan terhadap sistem syaraf pusat, dan dapat mengurangi kecerdasan (IQ) pada anak-anak. Gejala keracunan Pb pada anak-anak yaitu nafsu makan berkurang, sakit perut dan muntah-muntah, bergerak terasa kaku, tak ingin bergerak, sempoyongan bila bergerak, sulit berbicara dan hasil tes psikologik sangat rendah. Sedangkan pada orang dewasa gejala keracunan Pb adalah kepucatan, sakit perut, muntah-muntah, anemia, dan yang paling sering adalah warna biru pada gusi.(darmono, 1995) Logam Kadmium (Cd) Kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat dengan penyebaran yang sangat luas di alam, dengan nomor atom 48 beratatom112,40; titik cair 321ºC serta titik didih 765ºC. Di alam kadmium bersenyawa dengan belerang (S) (CdS). Kadmium merupakan logam lunak (cuctile) berwarna putih perak dan mudah teroksidasi oleh udara bebas dan gas amonia (Palar, 2008 dalam Nur, 2013). Melalui akarnya tanaman menyerap kadmium yang tersebar di dalam tanah, kemudian ditranslokasikan kebagian tanaman yang lain melalui jaringan

9 15 pengangkut yaitu xylem dan floem. Jika tanaman tersebut dikonsumsi oleh manusia atau hewan, maka logam tersebut akan masuk ke dalam tubuh mereka, melalui saluran pencernaan dan saluran pernapasan. Keracunan Cd dalam jangka waktu lama bersifat toksik terhadap beberapa macam organ, yaitu paru-paru, tulang, hati, dan ginjal. Orang yang keracunan Cd melalui debu secara kronis menyebabkan kekurangan indra penciuman dan akan normal jika toksik dari debu dihilangkan. (Darmono, 1995) Logam Merkuri (Hg) Bentuk Merkuri murni (elemen) adalah satu-satunya logam yang bersifat cair dalam suhu kamar (25 O C), titik bekunya paling rendah (-39 O C). Bentuk murni dari Hg jika termakan tidak menyebabkan keracunan, tetapi uapnya dapat membahayakan. Sekali terhisap, uap Hg ini akan terlarut dalam darah, dengan cepat terbawa ke otak dan teroksidasi menjadi bentuk merkurik (Hg 2+ ) bentuk ini stabil dan tertinggal di dalam otak. (Darmono, 1995) 2.7 ICPE (Inductively Coupled Plasma Emision Spectrometry ) Definisi ICPE ICPE merupakan instrumen yang digunakan untuk menganalisis kadar unsur-unsur logam dari suatu sampel dengan menggunakan metode spektrometer emisi. Spektrometer emisi adalah metoda analisis yang didasarkan pada pengukuran intensitas emisi pada panjang gelombang tertentu untuk setiap unsur. Bahan yang dianalisis harus larutan yang homogen. Prinsip kerja dari ICPE adalah membentuk spektrometer emisi dengan plasma yang diinduksi secara ganda sebagai sumber sinar. Spektrometer emisi

10 16 merupakan sebuah metoda analisis yaitu, sampel di eksitasi dengan listrik maupun panas sehingga terbentuk sinar emisi. Sinar emisi ini kemudian dibagi menjadi spektrum oleh spektrometer. Sedangkan plasma adalah area/daerah muatan listrik dari ion-ion dan elektron dalam keadaan seimbang. Singkatnya plasma adalah gas yang terionisasi di dalam area sampel dalam tabung vakum. (Bouman, 1987) Keuntungan dari ICPE 1. Sensitivitasnya sangat tinggi. 2. Interfensi (Gangguan) kimia lebih kecil dari pada memakai flame. 3. Banyak elemen dapat dianalisis pada kondisi yang sama 4. Tidak ada bahaya meledak dengan memakai gas argon. 2.8 Tanaman Pacing (Cheilocostus speciosus) Klasifikasi tanaman Pacing menurut Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) adalah sebagai berikut : Kingdom Divisio : Plantae (Tumbuhan) : Spermatophyt Sub divisio : Angiospermae Kelas Ordo Suku Marga Jenis : Monocotyledoneae : Zingiberales : Costaceae : Cheilocostus : Cheilocostus speciosus

11 17 Gambar 2.1 Tanaman Pacing (Cheilocostus speciosus) Habitus berupa tumbuhan tegak, tinggi ±2 m. Batang lunak, kuat, licin, beruas-ruas, tertutup pelepah daun, hijau keunguan. Daun tunggal, lanset memanjang, ujung meruncing, pangkal tumpul, tepi rata, mengkilat, permukaan bawah berbulu lembut, panjang cm, lebar 8-11 cm, tangkai pendek, keunguan, duduk melingkar pada batang, pertulangan atas beralur, hijau. Bunga majemuk, bentuk bulir, daun pelindung bulat telur dengan ujung runcing, mahkota bentuk tabung, panjang ±1 cm, diameter ±5 mm, benang sari ±6 cm, ujung runcing, hijau, putik tersembul di atas kepala sari, putih. Buah kotak, bulat telur, merah. Biji keras, kecil, diameter ±2 mm, hitam. Akar serabut, putih atau kuning kotor. Habitat : tumbuh di hutan, di ladang dan di tempat yang tanahnya agak lembab. Ada yang ditanam di halaman sebagai tanaman hias. (Anonim, 2007) 2.8 Fitoremediasi Fitoremediasi merupakan metoda yang digunakan untuk membersihkan lingkungan yang tercemar logam berat dengan memanfaatkan kemampuan tanaman untuk menyerap dan mengakumulasi logam berat. (Muliadi dkk., 2013)

12 18 Metoda ini potensial untuk diaplikasikan, aman digunakan dengan dampak negatif kecil, biaya relatif rendah, mampu mereduksi volume kontaminan, dan memberikan keuntungan langsung bagi kesehatan masyarakat. (Budi dkk. 2012) Keuntungan utama dari aplikasi teknik fitoremediasi dibandingkan dengan sistem remediasi lainnya adalah kemampuannya untuk menghasilkan buangan sekunder yang lebih rendah sifat toksiknya, lebih bersahabat dengan lingkungan serta lebih ekonomis. (Pratomo dkk., 2004 dalam Fahruddin, 2010). Metoda fitoremediasi, mengandalkan peranan tumbuhan untuk menyerap, mendegradasi, dan mentransformasi bahan pencemar, baik logam berat maupun senyawa organik. Beberapa konsep dasar mekanisme kerja fitoremediasi meliputi: fitoekstraksi, fitovolatilisasi, fitodegradasi, rizofiltrasi dan interaksi dengan mikroorganisme pendegradasi polutan. (Kelly, 1997). Menurut Youngman (1999) untuk menentukan tanaman yang dapat digunakan sebagai fitoremediasi adalah tanaman yang mempunyai sifat: a) Cepat tumbuh b) Mampu mengkonsumsi air dalam jumlah yang banyak pada waktu yang singkat c) Mampu meremediasi lebih dari satu polutan d) Toleransi yang tinggi terhadap polutan.