ANALISIS LOGAM BERAT Pb, Zn, DAN Cr PADA TIGA JENIS TANAMAN PENEDUH PINGGIR JALAN DI KOTA BATAM KEPULAUAN RIAU NILAWATI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau adalah karya saya dengan arahan dan bimbingan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Agustus 2011 Nilawati NIM. G451090131
ABSTRACT NILAWATI. Analysis of Heavy Metals of Pb, Zn, and Cr in Three Types of Roadside Shade Plants in Batam, Riau Islands. Supervised by DONDIN SAJUTHI, and HENDRA ADIJUWANA The analysis of heavy metals Pb, Zn, and Cr in the roadside shade plants, i.e. Pterocarpus indicus Willd, Acacia mangium, and Samanea saman at four observation locations, consisting of the dense industrial area (location 1), dense traffic area (location 2), dense traffic-industry area (location 3), and quiet-traffic industry area (location 4) in Batam, Riau Islands, has been investigated. Heavy metals analysis were determined by Atomic Absorption Spectroscopy and the statistical analysis of data by linear models of Randomized Complete Block Design. The results showed that the lowest concentrations of heavy metals were at location 4 and the highest concentrations at location 3. The highest concentrations of Pb, Zn, and Cr at location 3 were 23,67 ppm, 1313,7 ppm, and 16,21 ppm, respectively. Of the heavy metals studied Zn was found to have the concentrations above the critical limit (>400 ppm). Based on the types of plants, the highest concentrations of Pb were found in acacia leaves, Zn were in samanea roots, and Cr were in pterocarpus leaves. The correlation coefficient between Pb and Cr was significant at the 5% level. Low correlation coefficients between Zn and Pb as well as Zn and Cr indicate different contamination sources. Keywords : heavy metals, Pterocarpus indicus Willd, Acacia mangium, Samanea saman, Atomic Absorption Spectroscopy, critical limit.
RINGKASAN NILAWATI, Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau. Dibimbing oleh DONDIN SAJUTHI dan HENDRA ADIJUWANA. Batam sebagai salah satu daerah industri yang cukup strategis, membuat keberadaan industri berkembang cukup pesat. Perkembangan industri ini di dominasi oleh industri berat seperti, galangan kapal, fabrikasi, baja, logam dan industri ringan yang meliputi industri perakitan, elektronika, garmen, plastik dan lainnya. Pertumbuhan pembangunan dan perkembangan perindustrian yang begitu pesat serta mobilitas yang tinggi tersebut akan menimbulkan masalah baru yaitu pencemaran. Sumber-sumber yang menyebabkan timbal terdapat dalam udara adalah dari sumber alternatif. Sumber ini yang tergolong besar adalah pembakaran batu bara, asap dari pabrik-pabrik yang mengolah senyawa timbal alkil, timbal oksida, peleburan biji timbal dan transfer bahan bakar kendaraan bermotor, Zn di atmosfir meningkat sesuai dengan meningkatnya kegiatan industri dan konsentrasi tinggi ditemukan di daerah industri. Zn diserap tanaman melalui daun dalam bentuk Zn 2+ Bentuk yang paling umum dari Cr adalah kromium (0), kromium (III) dan kromium (VI). Kromium (VI) dan kromium (0) umumnya dihasilkan dari proses industri. Tanaman peneduh jalan merupakan tanaman penghijauan yang ditanam di pinggir jalan. Tanaman ini selain berfungsi sebagai penyerap unsur pencemar secara kimiawi, secara fisik berfungsi sebagai peredam suara baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Tanaman peneduh juga mempunyai banyak fungsi yaitu pada ekologi kesehatan, lingkungan, psikologi, serta fungsi pendidikan dan pengajaran. Tanaman angsana (Pterocarpus indicus Willd), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman) merupakan jenis tanaman yang banyak digunakan di Kota Batam sebagai peneduh jalan. Jenis tanaman ini memiliki akar yang dapat bertahan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh getaran kendaraan, mudah tumbuh di daerah panas, dan tahan terhadap angin. Tanaman peneduh jalan ini dapat menyerap unsur kimia pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor dan industri. Tiga jenis tanaman ini merupakan tanaman pohon dengan ukuran pohon yang tinggi, tajuknya berbentuk bulat, tetapi memiliki morfologi daun yang berbeda, angsana dan akasia permukaan daunnya licin sedangkan trembesi permukaan daunnya agak kasar tanaman ini mampu menyerap logam berat melalui daun, kulit pohon, cabang, ranting dan akarnya. Sampel yang digunakan adalah daun, kulit batang, dan kulit akar tanaman angsana (Pterocarpus indicus), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman) pada empat lokasi yang berbeda yaitu, Lokasi 1 padat industri, lokasi 2 padat lalulintas, lokasi 3 padat industri-lalulintas, dan lokasi 4 sepi industrilalulintas. Analisis sampel menggunakan alat Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dengan panjang gelombang untuk logam Pb, Zn, dan Cr berturut- turut 217, 213 dan 357,9 nm. Analisis statistik menggunakan model Linier Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAK). Hasil analisis Pb, Zn, dan Cr larutan sampel
menggunakan SSA. Rerata kadar terendah terdapat pada lokasi 4 dan rerata kadar tertinggi terdapat pada lokasi 3. Pada lokasi 1 rerata kadar Pb dan Cr tertinggi terdapat pada daun, Zn tertinggi terdapat pada kulit akar. Kadar Pb dan Cr masih dalam ambang batas kritis yang telah ditentukan yaitu masih kurang dari 50 ppm untuk Pb dan 30 ppm untuk Cr. Pada kulit akar akasia kadar Zn hampir mencapai tiga kali lipat jika dibandingkan dengan dari kulit akar angsana dalam menyerap Zn. Kadar Zn pada daun trembesi dua kali lebih besar dari daun akasia dan tujuh kali lebih besar dari daun angsana, sedangkan pada kulit batang trembesi 20 kali lebih besar dari akasia dan lima kali lebih besar dari angsana. Kadar Zn pada daun dan kulit akar pada tanaman akasia dan trembesi yang telah mencapai lebih dari 400 ppm hal ini menunjukkan bahwa kadar logam ini telah melewati batas kritis logam berat pada tanaman. Pada lokasi 2 kadar Pb yang tinggi pada daun akasia yaitu sebesar 19,05 ppm, kemampuan dari daun akasia menyerap Pb hampir mencapai sembilan kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun trembesi dan tiga kali lebih besar dari daun angsana. Pada lokasi 3 kadar daun akasia menyerap Pb lebih banyak yaitu hampir dua kali lebih besar jika dibanding dengan daun angsana dan tujuh kali lebih besar dari daun trembesi sedangkan daun angsana menyerap Pb empat kali lebih besar jika dibandingkan dengan daun trembesi. Daun angsana dalam menyerap Zn empat kali lebih besar dari daun akasia. Daun angsana dalam menyerap Zn empat kali lebih besar dari daun akasia, pada kulit akar dan daun angsana sudah melampaui batas kritis. Kadar Cr pada daun tanaman akasia dua kali lebih besar dari daun angsana dan 30 kali lebih besar dari daun trembesi. Kadar Cr pada daun angsana 16 kali lebih besar dari daun trembesi tetapi masih berada di bawah batas kritis yang ditetapkan. Kulit batang angsana 9 sembilan kali lebih besar dari trembesi dalam menyerap Zn pada lokasi 4. Tanaman akasia banyak menyerap Pb sebesar 5,26 ppm, dan trembesi menyerap Zn sebesar 321,3 ppm sedangkan tanaman angsana banyak menyerap Cr sebesar 2,41 ppm. Logam Pb lebih banyak diserap oleh bagian daun tanaman, sedangkan Zn pada bagian kulit akar. Pada uji parsial Pb, Zn, dan Cr terhadap jenis tanaman nilai (p > 0,05) dan terhadap lokasi nilai (p < 0,05) berarti lokasi berpengaruh nyata terhadap kadar Pb. Zn, dan Cr. Pada taraf 5% menunjukkan tidak ada korelasi yang signifikan antara ketiga logam berat terhadap jenis tanaman, tetapi memiliki korelasi terhadap lokasi, korelasi antar logam terdapat korelasi positif yang signifikan sebesar 0,746 antara Pb dengan Cr. Koefisien korelasi antara Pb dengan Zn sebesar 0,085, sedangkan antara Zn dengan Cr sebesar 0,147. Kata Kunci : heavy metals, angsana (Pterocarpus indicus Willd), akasia (Acacia mangium), trembesi (Samanea saman), Spektrofotometri Serapan Atom, batas kritis.
Hak Cipta milik IPB, tahun 2011 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu penulisan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atas seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ANALISIS LOGAM BERAT Pb, Zn, DAN Cr PADA TIGA JENIS TANAMAN PENEDUH PINGGIR JALAN KOTA BATAM KEPULAUAN RIAU NILAWATI Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Megister Sains pada Program Studi Kimia SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi. MS
HALAMAN PENGESAHAN Judul Tesis Nama NIM Program Studi Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau Nilawati G451090131 Kimia Disetujui Komisi Pembimbing Prof, drh, Dondin Sajuthi, MST, Ph.D Ketua Ir, Hendra Adijuwana, MST Anggota Diketahui: Ketua Program Studi Pascasarjana Kimia Dekan Sekolah Pascasarjana Prof.Dr. Purwantiningsih S, M.S Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr NIP : 19631217 198803 2 002 19650814 1990 02 1 001 Tanggal Ujian : 25 Juli 2011 Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji syukur kehadirat Allah SWT penulis ucapkan karena atas berkat dan rahmatnya sehingga tesis yang berjudul Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr Pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau, selesai dengan baik. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik berkat bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas segala bimbingan dorongan dan arahan selama ini, kepada Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST, Ph.D selaku ketua komisi pembimbing dan Ir. Hendra Adijuwana, MST selaku anggota komisi pembimbing. Prof Dr. Ir Tun Tedja Irawadi, MS sebagai Penguji Luar Komisi pada ujian akhir yang telah memberi masukan dan saran. Kementerian Agama Republik Indonesia yang telah membiayai pendidikan ini. Seluruh staf dosen pascasarjana Kimia Institut Pertanian Bogor, atas ilmu yang diberikan kepada penulis selama perkuliahan maupun dalam penyusunan tesis ini. Penanggung jawab Laborotorium Anorganik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia Institut Pertanian Bogor, yang telah memberikan fasilitas selama penelitian. Dra. Hj. Dahniarti N, M.Si kepala MAN Batam yang telah memberikan dorongan dan dukungan, Dasril, ATD, M.Si Dinas Perhubungan, Irwan Saputra, S.Si Dinas Pertamanan, Tato Wahyu Direktur Pemukiman Lingkungan dan Agribisnis Otorita Batam, Dinas Perindustrian yang telah membantu memberikan data pada penelitian ini. Ayub dan Deni Pengawasan Perawatan Pohon Otorita Batam yang telah membantu kelancaran pada proses pengambilan sampel penelitian. Teman-temanku, Edi, Een, Wani, Atik, Rola, Zalfiati dan Ami yang telah membantu proses mempersiapkan sampel penelitian ini.teman-teman mahasiswa Pascasarjana Kimia angkatan 2009 Akhirnya penulis mempersembahkan Tesis ini kepada ayahanda Abd. Rachman Noer (alm) dan ibunda tercinta Chadijah serta saudara-saudaraku yang ikut memberikan dorongan hingga tesis ini selesai. Bogor Agustus 2011 Penulis Nilawati
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Penawar, Kerinci Jambi pada tanggal 17 Agustus 1972 sebagai anak kelima dari sepuluh bersaudara dari pasangan Bapak Abd. Rachman Noer dan Ibunda Chadijah Tahun 1991 penulis lulus dari SMA Dua Mei Hiang dan Tahun 1997 lulus dari Program Studi Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Jambi. Tahun 2003 diangkat menjadi Pegawai Negeri Sipil bertugas mengajar pada Madrasah Aliyah Negeri Batam sampai sekarang. Pada tahun 2009 melanjutkan pendidikan sebagai mahasiswa Program Studi Kimia, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor atas beasiswa Kementerian Agama Republik Indonesia.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL. DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN... xiii xiv xv PENDAHULUAN 1 Latar Belakang... 1 Perumusan Masalah... Batasan Masalah.. 4 4 Hipotesis..... 5 Tujuan... 5 TINJAUAN PUSTAKA 6 Logam Berat... 6 Tanaman Peneduh... 10 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) 13.. BAHAN DAN METODE. 15 Waktu dan Tempat... 15 Bahan dan Alat... 15 Metode Pengambilan Sampel.. 15 Prosedur Kerja. 17 HASIL DAN PEMBAHASAN 20 Keadaan Umum Lokasi Penelitian Hasil Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr... Hasil Analisis Statistik.... SIMPULAN DAN SARAN.. Simpulan Saran. 20 23 31 34 34 34 DAFTAR PUSTAKA 35 LAMPIRAN.. 39
DAFTAR TABEL Halaman 1 Lokasi, jenis industri dan limbah yang mungkin dihasilkan.. 1 2 Batas kritis logam berat dalam tanah, air, dan tanaman. 6 3 Tabulasi data rancangan acak kelompok dari hasil pengacakan 18 4 Jumlah kendaraan yang melewati lokasi pengambilan sampel...... 21 5 Nama kawasan, jenis, dan jumlah industri pada lokasi pengambilan sampel.. 22 6 Kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan bobot kering (ppm)... 24 7 Rerata Pb, Zn, dan Cr (ppm) pada bagian tanaman angsana, akasia dan trembesi... 31 8 Uji Parsial Pb, Zn, dan Cr terhadap tanaman dan lokasi 32 9 Uji Duncan Pb, Zn, dan Cr terhadap lokasi 33 10 Nilai korelasi Pb, Zn, dan Cr. 33
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Dinamika logam berat di dalam sistem tanah dan tanaman... 7 2 Akumulasi partikel Pb pada jaringan daun 9 3 Tanaman angsana.. 11 4 Tanaman akasia. 12 5 Tanaman trembesi... 13 6 Rangkaian alat kerja SSA... 14 7 Diagram alir kerja. 16 8 Peta lokasi pengambilan sampel... 20 9 Proses dan hasil destruksi. 23 10 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan lokasi... 25 11 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 1... 26 12 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 2 27 13 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 3 28 14 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr pada bagian tanaman di lokasi 4 28 15 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan jenis tanaman... 29
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Foto lokasi pengambilan sampel penelitian.... 41 2 Foto daun tanaman angsana, akasia, dan trembesi... 41 3 Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 1.... 42 4 5 6 Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 2.. Kadar Pb, Zn dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 3.. Kadar Pb, Zn dan Cr (ppm) berdasarkan bobot basah dan bobot kering pada lokasi 4... 43 44 45
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Batam sebagai salah satu daerah industri yang cukup strategis, membuat keberadaan industri berkembang cukup pesat. Perkembangan industri ini di dominasi oleh industri berat seperti, galangan kapal, fabrikasi, baja, logam sedangkan industri ringan yang meliputi industri perakitan, elektronika, garmen, plastik dan lainnya. Dilengkapi dengan infrastruktur yang memadai, maka jalur mobilitas menjadi semakin mudah dan cepat. Pertumbuhan pembangunan dan perkembangan perindustrian yang begitu pesat serta mobilitas yang tinggi tersebut akan menimbulkan masalah baru yaitu pencemaran. Sumber utama pencemaran lingkungan Kota Batam berasal dari asap kendaraan bermotor, lingkungan industri di darat, dan industri di pesisir pantai. Industri galangan kapal yang beroperasi masuk kategori yang banyak menimbulkan pencemaran dan tidak memiliki IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah). Hampir seluruh kawasan perairan Kota Batam terpapar limbah bahan berbahaya beracun (B3), indikasi terlihat pada kadar mercuri yang mencapai 20,7 µg/l, angka ini sudah melampaui ketentuan dari Kementerian Lingkungan Hidup No 51/2004 yaitu sebesar 3 µg/l. Letak kawasan dan jenis industri serta limbah yang mungkin dihasilkan oleh industri tersebut dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Lokasi, jenis industri dan limbah yang mungkin dihasilkan Lokasi Kawasan Batu ampar Kawasan Batamindo Kawasan Panbil Jenis industri Galangan kapal Water and gas, Elektroplating Komponen, perakitanelektronik Baterai Plastik Produk kesehatan Komponen elektronik Logam Perakitan Limbah yang Dihasilkan Pb, Cd, Cr Pb, Zn Cr, Cu, Zn, Ni, Al Cr, Cd, Hg, Cu, Ni Hg, Pb, Cd, Ni, Mn Pb, Cd, Zn, Ni Cr, Cd, Cu Pb, Zn, Al Cd, Zn Cu
2 Pencemaran yang bersumber dari kendaraan bermotor serta limbah yang dihasilkan industri baik limbah cair maupun limbah udara dapat membahayakan kesehatan manusia. Pusat Pengelolaan Lingkungan Hidup Regional Sumatera, menilai Kota Batam merupakan salah satu kota dengan tingkat pencemaran terburuk di sumatera. Bahan pencemar yang dapat membahayakan adalah logam berat. Logam tersebut sangat berbahaya apabila ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam lingkungan, karena logam ini mempunyai sifat yang dapat merusak jaringan tubuh manusia. Logam berat masuk ke dalam tubuh manusia melalui penyerapan pada saluran pencernaan dan pernapasan. Arsen (As), merkuri (Hg), timbal (Pb), dan kadmium (Cd) adalah jenis logam yang termasuk kelompok logam beracun, yang berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup. Beberapa logam lain yang juga cukup berbahaya adalah aluminium (Al), kromium (Cr) dan beberapa jenis jenis logam lain yang termasuk logam esensial, misalnya zink (Zn) dan tembaga (Cu). (Darmono 2004). Pb secara alamiah terdapat dalam jumlah kecil pada batu-batuan, penguapan lava, tanah dan tumbuhan. Sumber-sumber lain yang menyebabkan timbal terdapat dalam udara adalah dari sumber alternatif. Sumber ini yang tergolong besar adalah pembakaran batu bara, asap dari pabrik-pabrik yang mengolah senyawa timbal alkil, timbal oksida, peleburan biji timbal dan transfer bahan bakar kendaraan bermotor, karena senyawa timbal alkil yang terdapat dalam bahan bakar tersebut dengan sangat mudah menguap. Partikel logam berat Pb yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor terdapat dalam bentuk PbCl 2, PbBr 2, dan sisanya dilepas ke udara (Wardhana 1995). Zn di atmosfir meningkat sesuai dengan meningkatnya kegiatan industri dan konsentrasi tinggi ditemukan di daerah industri. Zn diserap tanaman melalui daun 2+ dalam bentuk Zn, dalam tanah alkalis diserap dalam bentuk ZnOH +, dan dalam bentuk kelat misalnya Zn-EDTA. Kadar Zn dalam tanah berkisar 16-300 ppm sedangkan kadar dalam tanaman 20-70 ppm. (Mengel dan Kirby 1987) Kromium adalah unsur kimia yang secara alamiah ditemukan dalam konsentrasi yang rendah di batuan, hewan, tanaman, tanah, debu vulkanik dan juga gas. Kromium terdapat di alam dalam beberapa bentuk senyawa yang
3 berbeda. Bentuk yang paling umum adalah kromium (0), kromium (III) dan kromium (VI). Kromium (VI) dan kromium (0) umumnya dihasilkan dari proses industri. Vegetasi adalah indikator untuk menilai dampak sumber polusi terhadap lingkungan sekitarnya yang berkaitan dengan tingginya akumulasi logam pada tanaman. Salah satu cara pemantauan pencemaran udara adalah dengan menggunakan tumbuhan sebagai bioindikator. Kemampuan masing-masing tumbuhan untuk menyesuaikan diri berbeda-beda sehingga menyebabkan adanya tingkat kepekaan, yaitu sangat peka, peka, dan kurang peka. Tingkat kepekaan tumbuhan ini berhubungan dengan kemampuannya untuk menyerap dan mengakumulasikan logam berat. Daun, kulit batang, dan kulit akar yang merupakan organ tumbuhan dapat digunakan sebagai bioindikator terhadap pencemaran (Kord et al 2010). Tanaman peneduh jalan merupakan tanaman penghijauan yang ditanam di pinggir jalan. Tanaman ini selain berfungsi sebagai penyerap unsur pencemar secara kimiawi, secara fisik berfungsi sebagai peredam suara baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Tanaman peneduh juga mempunyai banyak fungsi yaitu pada ekologi kesehatan, lingkungan, psikologi, serta fungsi pendidikan dan pengajaran. Tanaman angsana (Pterocarpus indicus Willd), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman) merupakan jenis tanaman yang banyak digunakan di Kota Batam sebagai peneduh jalan. Jenis tanaman ini memiliki akar yang dapat bertahan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh getaran kendaraan, mudah tumbuh di daerah panas, dan tahan terhadap angin. Menurut (Sulasmini 2003) tanaman peneduh jalan dapat menyerap unsur kimia pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor dan industri. Tiga jenis tanaman ini merupakan tanaman pohon dengan ukuran pohon yang tinggi. Memiliki morfologi daun yang berbeda. Angsana dan akasia permukaan daunnya licin sedangkan trembesi permukaan daunnya agak kasar. Tanaman ini mampu menyerap logam berat melalui daun, kulit pohon, cabang, ranting dan akarnya. Kemampuan tanaman menjerap dan menyerap logam berat berbeda-beda menurut jenis tanamannya. Secara teoritis permukaan daun yang berbulu dan berlekuk mempunyai kemampuan lebih tinggi
4 dibanding daun yang halus dan licin. Semua tanaman memiliki kelebihan dan kekurangan yang saling melengkapi dalam menyerap logam berat. Berdasarkan penelitian (Kord et al 2010) tentang pinus jarum sebagai indikator pencemaran logam berat, menyatakan bahwa konsentrasi logam timbal, tembaga dan nikel yang tinggi terdapat di daerah padat lalulintas sedangkan pada daerah industri kandungan seng dan krom lebih tinggi. Penelitian (Pirzada et al 2009) pada Analisis multivariat dari tanaman sisi jalan (Dalbergia sissoo dan Cannabis sativa) untuk pengawasan polusi timbal, menyatakan bahwa Cannabis sativa dapat digunakan sebagai spesies pilihan yang baik untuk biomonitor Pb. Menurut penelitian (Lubis dan Suseno 2002) menyatakan bahwa kandungan Pb dalam kulit batang, daun dan akar gantung dari tanaman monokotil, dikotil dan merambat bukan berasal dari penyerapan oleh daun maupun akar gantung, namun secara keseluruhan berasal dari penyerapan oleh akar tanaman. Tanaman dikotil (Ficus elliptica) menyerap Pb relatif lebih tinggi dibandingkan oleh tanaman monokotil (Ficus benjamina) maupun oleh tanaman merambat (Ficus spy). Berdasarkan dari latar belakang yang telah dikemukakan di atas, sehingga perlu dilakukan penelitian tentang Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr pada Tiga Jenis Tanaman Peneduh Pinggir Jalan di Kota Batam Kepulauan Riau Perumusan Masalah Tanaman dapat berfungsi sebagai bioindikator untuk menentukan tingkat pencemaran logam berat, dengan demikian tanaman peneduh pinggir jalan merupakan bioindikator yang tepat. Tanaman angsana, akasia, dan trembesi banyak ditanam sebagai tanaman peneduh di sepanjang pinggir jalan Kota Batam baik pada lokasi padat industri, padat lalulintas, dan padat industri-lalulintas. Sehingga perlu dilakukan penelitian tentang kadar timbal (Pb), zink (Zn), dan kromium (Cr) pada daun, kulit batang dan kulit akar tanaman tersebut pada empat lokasi tanaman yang berbeda. Batasan Masalah Penelitian ini dibatasi pada beberapa hal yaitu sampel yang digunakan adalah daun, kulit batang, dan kulit akar tanaman angsana, akasia dan trembesi yang terdapat di jalan Yos Sudarso (kawasan Batu Ampar), jalan Sudirman
5 (kawasan simpang jam), dan Ahmad Yani (simpang Kabil-kawasan Batamindo) Kota Batam, logam berat yang dianalisis adalah timbal (Pb), zink (Zn), dan kromium (Cr), sedangkan alat analisis yang digunakan adalah Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hipotesis Pencemaran logam berat dipengaruhi oleh banyaknya gas buangan kendaraan bermotor dan limbah industri, semakin tinggi konsentrasi gas buangan kendaraan bermotor dan limbah industri di udara sehingga kadar logam Pb banyak terakumulasi pada bagian daun. Tingginya tingkat pencemaran di tanah maka kadar Zn dan Cr semakin banyak diakumulasi oleh bagian akar tanaman. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah menganalisis logam berat Pb, Zn, dan Cr, pada bagian daun, kulit kulit batang, dan kulit akar pada tanaman angsana, akasia, dan trembesi dalam mengakumulasi logam berat, serta mengkorelasikan Pb, Zn, dan Cr terhadap bagian dan jenis tanaman serta lokasi.
6 TINJAUAN PUSTAKA Logam Berat Tumbuhan pada saat menyerap logam berat, akan membentuk suatu enzim reduktase di membran akarnya. Reduktase ini berfungsi mereduksi logam yang selanjutnya diangkut melalui mekanisme khusus di dalam membran akar. Pada saat terjadi translokasi di dalam tubuh tanaman, logam yang masuk ke dalam sel akar, selanjutnya diangkut ke bagian tumbuhan yang lain melalui jaringan pengangkut yaitu xylem dan floem. Untuk meningkatkan efisiensi pengangkutan logam diikat oleh molekul kelat. Pada konsentrasi rendah logam berat tidak mempengaruhi pertumbuhan tanaman tetapi pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan kerusakan baik pada tanah, air maupun tanaman. Batas kritis konsentrasi logam berat pada tanah, air, dan tanaman dapat di lihat pada Tabel 2. Tabel 2 Batas kritis logam berat dalam tanah, air, dan tanaman Logam berat Pb Cd Co Cr Ni Cu Mn Zn Tanah Air Tanaman (ppm) 100 0.50 10 2,5 50 60-125 1500 70 0.03 0.05-0.10 0,4-0.6 0.5-1.0 0.2-0.5 2-3 - 5-10 50 5-30 15-30 5-30 5-30 20-100 - 100-400 Sumber : Ministry of State for Population and Enviromental of Indonesia, and Dalhousie, University Canada (1992) Logam berat dalam tanah pada prinsipnya berada dalam bentuk bebas maupun tidak bebas. Dalam keaadan bebas, logam berat dapat bersifat racun dan terserap oleh tanaman sedangkan dalam bentuk tidak bebas dapat berikatan dengan hara, bahan organik, ataupun anorganik lainnya. Pada kondisi tersebut, logam berat selain mempengaruhi ketersediaan hara tanaman juga dapat mengkontaminasi hasil tanaman. Jika logam berat memasuki lingkungan tanah, maka akan terjadi keseimbangan dalam tanah, kemudian akan terserap oleh tanaman melalui akar, dan selanjutnya akan terdistribusi kebagian tanaman
lainnya. Dinamika logam berat dalam tanah dan tanaman di tunjukkan pada Gambar 1. 7 Sumber: Alloway (1995) Gambar 1 Dinamika logam berat di dalam sistem tanah dan tanaman Penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tumbuhan dibagi menjadi tiga proses, yaitu : Pertama, penyerapan oleh akar. Agar tanaman dapat menyerap logam, maka logam harus dibawa ke dalam larutan di sekitar akar (rizosfer) dengan beberapa cara bergantung pada spesies tanaman. Senyawa-senyawa yang larut dalam air biasanya diambil oleh akar bersama air, sedangkan senyawasenyawa hidrofobik diserap oleh permukaan akar. Kedua, translokasi logam dari akar ke bagian tanaman lain. Setelah logam menembus endodermis akar, logam atau senyawa asing lain mengikuti aliran transpirasi ke bagian atas tanaman melalui jaringan pengangkut (xylem dan floem) ke bagian tanaman lainnya. Ketiga, lokalisasi logam pada sel dan jaringan. Hal ini bertujuan untuk menjaga agar logam tidak menghambat metabolisme tanaman. Sebagai upaya untuk mencegah peracunan logam terhadap sel, tanaman mempunyai mekanisme detoksifikasi, misalnya dengan menimbun logam di dalam organ tertentu seperti akar (Priyanto dan Prayitno 2004). Timbal (Pb) dengan nomor atom 82 merupakan suatu logam berat yang lunak berwarna kelabu kebiruan dengan massa jenis 11,34 g/ml, titik leleh 327 ºC
8 dan titik didih 1.749 ºC. Pada suhu 550 600 ºC timbal menguap dan bereaksi dengan oksigen dalam udara membentuk timbal oksida. Walaupun bersifat lentur, timbal sangat rapuh, dan mengkerut pada pendinginan, sulit larut dalam air dingin, air panas dan air asam. Bentuk oksidasi yang paling umum adalah Pb (II) dan senyawa organometalik yang terpenting adalah timbal tetra etil, timbal tetra metil dan timbal stearat, merupakan logam yang tahan terhadap korosi atau karat, sehingga sering digunakan sebagai bahan coating (Palar 2004). Pb sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun, kulit batang, akar, dan akar umbi-umbian. Perpindahan Pb dari tanah ke tanaman tergantung komposisi dan ph tanah. Konsentrasi yang tinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik pada proses fotosintesis dan pertumbuhan. Pb hanya mempengaruhi tanaman bila konsentrasinya tinggi. Tanaman dapat menyerap logam Pb pada saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik tanah rendah. Pada keadaan ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan berupa ion yang bergerak bebas pada larutan tanah. Jika logam lain tidak mampu menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan Pb oleh akar tanaman. Mekanisme masuknya partikel Pb ke dalam jaringan daun, yaitu melalui stomata daun yang berukuran besar dan ukuran partikel Pb lebih kecil, sehingga Pb dengan mudah masuk kedalam jaringan daun melalui proses penjerapan pasif (Dahlan 1989). Partikel Pb yang menempel pada permukaan daun berasal dari tiga proses yaitu, pertama sedimentasi akibat gaya gravitasi, kedua, tumbukan akibat turbulensi angin, dan ketiga adalah pengendapan yang berhubungan dengan hujan. Celah stomata mempunyai panjang sekitar 10 μm dan lebar antara 2 7 μm, oleh karena ukuran Pb yang demikian kecil, maka partikel Pb tidak larut dalam air dan senyawa Pb terperangkap dalam rongga antar sel sekitar stomata. Proses tersebut di tunjukkan pada Gambar 2.
9 Stomata Epidermis atas Pb Jaringan tiang Sel miophil Jaringan bunga karang Pb Epidermis bawah Gambar 2 Akumulasi partikel Pb pada jaringan daun Zink (Zn) adalah logam yang memiliki karakteristik yang cukup reaktif, berwarna putih kebiruan, memiliki nomor atom 30, titik lebur 419,73 o C. Zn merupakan unsur mikro esensial bagi mahkluk hidup. Adsorpsi Zn dalam tanah dapat terjadi karena adanya bahan organik dan mineral liat. Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain seng sulfida (ZnS), spalerit (ZnFe)S, dan smithzonte (ZnCO 3 ). Pelarutan mineral-mineral yang mengandung Zn terjadi secara alami sehingga unsur yang terkandung didalamnya terbebas dalam bentuk ion. Zn 2+ yang terbebas mengalami proses lanjut, terikat dengan matrik tanah atau bereaksi dengan unsur-unsur lain. Adsorpsi Zn 2+ yang kuat dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bahan organik dan liat hal ini berhubungan dengan kapasitas kation dan keasaman tanah. (Lahuddin 2007). 5 1 Kromium (Cr) mempunyai konfigurasi elektron [Ar] 3d 4s, sangat keras, Memiliki titik didih 2671 o C dan memiliki titik lebur 2403 o C. Bilangan oksidasi yang terpenting adalah +2, +3 dan +6. jika dalam keadaan murni melarut dengan lambat sekali dalam asam encer membentuk garam kromium (II). Cr dalam larutan tanah diserap oleh akar melalui pengangkutan yang digunakan untuk penyerapan logam penting untuk metabolisme tanaman. Pengaruh Cr pada tanaman adalah gejala klorosis pada daun dan penurunan pertumbuhan akar, polusi kromium disebabkan oleh bahan bakar dan erosi badan dari automobile dan exstensive road marking oleh cat kromat timbal kuning dan beberapa aktifitas industri (Kord et al 2010). Dalam jumlah kecil kromium (Cr) dibutuhkan oleh manusia yaitu sebagai obat penguat stamina untuk beraktivitas sehari-hari dalam
10 jumlah tertentu. Tetapi akan berbahaya kalau berlebihan terpapar oleh tubuh manusia akibatnya dapat berupa penyakit kronis, berlangsung selama bertahuntahun jika mengenai salah satu organ tubuh. Environmental Protection Agency (EPA) Amerika Serikat menggolongkan kromium sebagai suatu zat yang bersifat karsinogenik. Pekerja perusahaan yang menggunakan proses pelapisan kromium berisiko tinggi terimbas pencemaran kromium. Akumulasi uap yang terhirup saat proses pelapisan kromium bisa menyebabkan sesak napas dan berujung pada kanker paru-paru. Bukan itu saja, kulit yang terpapar kromium terus menerus akan menimbulkan ulserasi (borok), ulserasi pada selaput lendir hidung, vascular effect (kerusakan pembuluh darah pada aorta), anemia dan membuat tubuh lesu, menurunkan imunitas tubuh, gangguan reproduksi dan gangguan ginjal. Tanaman Peneduh Tanaman peneduh jalan merupakan tanaman penghijauan yang ditanam di pinggir jalan agar lingkungan menjadi nyaman. Tanaman peneduh harus memiliki syarat antara lain, tidak mudah patah, tidak mudah tumbang, perakaran kuat, tidak mempunyai akar yang besar di permukaan tanah, tahan terhadap hembusan angin, dan tahan terhadap pencemar. Tanaman merupakan penyerap CO 2 di udara dan menghasilkan O 2 yang sangat dibutuhkan manusia dan hewan. Tumbuhan melakukan fotosistesis untuk membentuk zat makanan atau energi yang dibutuhkan tanaman tersebut. Dalam fotosintesis tersebut tumbuhan menyerap CO 2 dan air yang kemudian di rubah menjadi glukosa dan oksigen dengan bantuan sinar matahari. Proses ini berlangsung di klorofil. Kemampuan tanaman sebagai penyerap karbondioksida akan berbeda-beda. Pohon-pohon yang berbunga dan berbuah memiliki kemampuan fotosintesis yang lebih tinggi sehingga mampu sebagai penyerap karbondioksida yang lebih baik. Selain itu tanaman ini berfungsi sebagai penyerap unsur pencemar secara kimiawi, secara fisik berfungsi sebagai peredam suara baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Selain itu juga berfungsi pada ekologi kesehatan, lingkungan, psikologi, serta fungsi pendidikan dan pengajaran. Tanaman peneduh ini banyak jenisnya antara lain angsana, akasia, trembesi, mahoni, glodogan, dan tanjung. (Dahlan 2004)
11 Tanaman Angsana (Pterocarpus indicus Willd) suatu spesies alam yang berasal dari Asia tenggara, dan merupakan jenis tanaman deciduous, dengan ketinggian 30-40 m, diameter kulit batang lebih dari 2 m, daun berukuran 12-22 cm berbentuk pinnatus dengan 5-11 lembar anak daun, ujung ranting berambut, kelopak berbentuk lonceng sampai berbentuk tabung, tinggi 7 m, mahkota berwarna kuning jingga. Tanaman ini dikenal dengan nama asan, athan (Aceh), sena (Gayo), sena, hasona, sona (Batak), kayu merah (Timor), asana, sana kapur, sana kembang (Minangkabau), sana kembang (Madura). Angsana sering ditanam sebagai pagar hidup dan tanaman pelindung di sepanjang tepi kebun. Perakarannya yang baik dapat mengikat nitrogen, mampu membantu memperbaiki kesuburan tanah. Tajuknya yang rindang angsana kemudian juga populer sebagai tanaman peneduh dan penghias tepi jalan di perkotaan khususnya di Asia Tenggara. (Departemen Kehutanan 2003). Tanaman angsana ditunjukkan pada Gambar 3 Gambar 3 Tanaman angsana Tanaman akasia (Acacia mangium) merupakan jenis tanaman yang cepat tumbuh dan memiliki daun yang lebar. Karakteristik akasia pada umumnya selalu hijau, tingginya dapat mencapai 30 m, kulit batang bagian bawah berbentuk silindris dan diameternya dapat mencapai ±50 cm. Tanaman ini berkayu keras dan kasar, warnanya mulai dari cokelat gelap sampai cokelat terang, kulit akasia kasar dan beralur, memiliki warna abu-abu atau coklat, rantingnya kecil seperti sayap, panjang daunnya mencapai 25 cm, lebar 3-10 cm berwarna hijau gelap, bunganya berganda berwarna putih atau kekuningan, panjangnya mencapai 10 cm dan
12 bentuk tunggal atau berpasangan di sudut daun pucuk. Akasia dikenal sebagai bahan baku pembuatan kertas. (Departemen kehutanan 2003). Tanaman akasia di tunjukkan pada Gambar 4. Gambar 4 Tanaman akasia Trembesi (Samanea saman) merupakan tanaman yang memiliki kemampuan menyerap karbondioksida dari udara yang sangat besar yaitu sebesar 28.488,39 kg CO 2 /pohon setiap tahunnya. Ciri-ciri tanaman ini adalah, ketinggian 30-40 m, kulit batangnya tidak beraturan kadang bengkok, menggelembung besar. berwarna kecokelatan dan permukaan kulit sangat kasar dan terkelupas. Daunnya majemuk mempunyai panjang tangkai sekitar 7-15 cm melipat pada cuaca hujan dan di malam hari, sehingga tanaman ini dinamakan tanaman pukul 5. Bunga berwarna putih dan bercak merah muda. Akar mengandung bintil yang di dalamnya berisi bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan akar untuk mengikat udara dan N 2. Memiliki daun yang rindang sehingga biasa digunakan sebagai tanaman peneduh, selain sebagai naungan dan pohon peneduh, kayunya digunakan sebagai produk kerajinan. Tanaman ini dikenal dengan sebutan ki hujan, kayu ambon (Melayu), munggur (Jawa), rain tree (Inggris), saman (Perancis), polo the cina (Philipina) (Staples et al 2006). Tanaman trembesi ditunjukkan pada Gambar 5.
13 Gambar 5 Tanaman trembesi Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) adalah metode yang berdasarkan pada prinsip absorpsi cahaya oleh atom. Metode ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode spektroskopi emisi konvensional. Pada metode konvensional, emisi tergantung pada sumber eksitasi. Bila eksitasi dilakukan secara termal, maka ia bergantung pada suhu sumber. Eksitasi termal tidak selalu spesifik, dan eksitasi secara serentak pada berbagai spesies dalam suatu campuran dapat saja terjadi. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya misalnya unsur Pb, Zn, dan Cr dapat diserap pada panjang gelombang berturut-turut 217, 213 dan 357,9 nm. Larutan sampel diaspirasikan ke dalam nyala, dan elemen sampel diubah menjadi uap atom. Atom-atom dalam keadaan dasar ini dapat mengabsorbsi radiasi yang diberikan oleh sumber lampu katoda cekung yang terbuat dari elemen tersebut dengan kata lain hanya akan mengambil dan melepas suatu jumlah energi tertentu. Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas. Ketika menyerap radiasi, elektron mengalami transisi dari suatu keadaan energi tertentu ke keadaan energi lainnya (Nur dan Adijuwana1989). Panjang gelombang radiasi yang diberikan oleh cahaya sama dengan yang diabsorbsi atom-atom di dalam nyala. Metode ini memiliki beberapa keuntungan yaitu kecepatan analisis dan ketelitiannya, tidak memerlukan pemisahan pendahuluan, logam-logam yang diperiksa paling selektif, sensitifitas tinggi,
14 spesifik, dan dapat menentukan konsentrasi unsur dalam jumlah yang sangat rendah. Setiap alat spektrofotometer serapan atom terdiri atas tiga komponen, yaitu unit atomisasi, sumber radiasi, dan sistem pengukur fotometrik. Atomisasi dapat dilakukan dengan baik dengan nyala maupun dengan tungku. Untuk mengubah unsur metalik menjadi uap atau hasil disosiasi diperlukan energi panas. Suhu harus benar-benar terkendali dengan sangat hati-hati agar proses atomisasinya sempurna. Biasanya suhu dinaikkan secara bertahap, untuk menguapkan dan sekaligus mendisosiasikan senyawa yang akan dianalisis. Bila ditinjau dari sumber radiasi, haruslah bersifat sumber yang kontinu. Di samping itu sistem dengan penguraian optis yang sempurna diperlukan untuk memperoleh sumber sinar dengan garis absorpsi yang semonokromator mungkin. Rangkaian kerja alat SSA dapat ditunjukkan pada Gambar 6. Gambar 6 Rangkaian alat kerja SSA Penentuan konsentrasi unsur logam dalam sampel dapat dilakukan dengan bantuan kurva kalibrasi yang diplot antara absorbansi terhadap konsentrasi larutan standar. Hal ini sesuai dengan Hukum Lambert-Beer yang menyatakan bahwa jumlah energi yang diserap (absorbans) sebanding dengan konsentrasi (C). (Khopkar 2007).
15 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan mulai bulan Januari-Mei 2011 bertempat di Laboratorium Kimia Anorganik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia Institut Pertanian Bogor. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah daun, kulit batang dan kulit akar tanaman angsana, akasia, dan trembesi. Senyawa HNO 3, dan kertas saring Whatman no. 42. Alat yang digunakan adalah hot plate, oven, dan spektrofotometer serapan atom (SSA) tipe AA 7000 Shimadzu. Metode Pengambilan Sampel Jenis sampel yang digunakan adalah tanaman angsana (Pterocarpus indicus), akasia (Acacia mangium), dan trembesi (Samanea saman). Bagian tanaman berupa daun, kulit batang, dan kulit akar. Sampel daun yang diambil adalah yang terletak pada lapisan tajuk paling bawah karena bagian tersebut paling dekat dengan sumber pencemar, kulit batang diambil pada ketinggian 1-2 m dari permukaan tanah, sedangkan kulit akar yang diambil adalah yang berada di sekitar tanaman. Pengambilan sampel dilakukan bersama petugas Pengawasan Perawatan Pohon Otorita Batam, pada empat lokasi yang berbeda. Lokasi 1 merupakan kawasan padat industri terletak di Jalan Yos Sudarso (Kawasan Batu Ampar). Lokasi 2 merupakan kawasan padat lalulintas yang terletak di Jalan Sudirman (kawasan simpang Jam). Lokasi 3 merupakan kawasan padat industrilalulintas terletak di Jalan Ahmad Yani (simpang Kabil-kawasan industri Batamindo). Lokasi 4 merupakan kawasan sepi industri-lalulintas (hutan kota).
16 Diagram Alir Pengambilan sampel Daun, Kulit batang Kulit akar Pada empat lokasi 1. Padat industri 2. Padat lalulintas 3. Padat industri-lalulintas 4. Sepi industri dan lalulintas - Angsana - Akasia - Trembesi 100 gram dikeringanginkan lalu dipanaskan di oven pada 70 O C kemudian dihaluskan 3 gram sampel Dimasukkan ke labu destruksi, ditambahkan 15 ml HNO 3 pekat lalu didestruksi. Dinginkan lalu saring FILTRAT RESIDU Dimasukkan ke labu ukur 50 ml + air bebas ion sampai tanda batas labu UJI DENGAN SSA Logam berat ANALISIS STATISTIK KORELASI - Bagian tanaman - Jenis tanaman - Jenis lokasi Gambar 2 Diagram alir kerja
17 Prosedur Kerja Langkah-langkah kerja ditunjukkan pada diagram alir pada Gambar 7. Preparasi Sampel Ditimbang sampel (daun, kulit batang, dan kulit akar) tanaman angsana, akasia, dan trembesi masing-masing sebanyak 100 gram, kemudian dikeringkan pada suhu 70 o C selama 48 jam dan dihaluskan. (Kord et al 2010)..Penentuan kadar air dilakukan agar perhitungan kadar logam berat berdasarkan bobot kering. Sampel kering sebanyak tiga gram ditempatkan di dalam botol timbang yang telah diketahui bobot keringnya. Botol timbang yang telah berisi sampel tersebut dipanaskan di dalam oven bersuhu 105 ºC selama 3 jam. Setelah pemanasan dimasukkan ke dalam desikator untuk didinginkan, kemudian ditimbang sampai bobot tetap. Perhitungan kadar air dilakukan menggunakan rumus : Kadar air (%) = a = bobot contoh sebelum pemanasan (g) b = bobot contoh setelah pemanasan (g) Sampel sebanyak tiga gram dimasukkan ke dalam labu erlemeyer 125 ml kemudian tambahkan 15 ml HNO 3 pekat setelah beberapa lama kemudian panaskan di atas plat penangas sampai campuran agak berwarna bening. Larutan di saring dengan kertas saring Whatman nomor 42. Ke dalam filtrat ditambahkan air bebas ion hingga tanda batas. Dilakukan hal yang sama pada sampel dari tanaman yang lainnya. Analisis Logam Pb, Zn, dan Cr Dalam Sampel Filtrat hasil destruksi kemudian dianalisis dengan menggunakan alat SSA pada panjang gelombang untuk logam Pb, Zn, dan Cr berturut- turut 217, 213 dan 357,9 nm. Penentuan kadar Pb, Zn, dan Cr dilakukan dengan teknik kurva kalibrasi yang berupa garis linear, sehingga dapat ditentukan konsentrasi sampel dari absorbansi yang terukur,
18 Analisis Statistika Nilai secara statistik dibandingkan dengan menggunakan analisis varians (ANOVA) multivariat two-way, dimana terdapat nilai signifikan p < 0,05, yang memperhitungkan populasi perbedaan jenis bagian tanaman (daun, kulit kulit batang dan kulit akar) dan jenis tanaman (angsana, akasia dan trembesi), serta lokasi sampel (padat industri, padat lalulintas, padat industri-lalulintas dan sepi industri-lalulintas). Analisis korelasi antar konsentrasi logam berat pada tanaman dilakukan menggunakan uji Pearson SPSS versi 11,0. (Forte et al 2005). Korelasi antar dua peubah dinyatakan nyata secara statistik bila nilai signifikansi atau p < alpha. Nilai alpha yang digunakan adalah 0,05. Model yang digunakan pada penelitian ini adalah Linier Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAK). Tabulasi data untuk rancangan acak kelompok dari hasil pengacakan pada penelitian disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 Tabulasi data rancangan acak kelompok dari hasil pengacakan Perlakuan (t) Kelompok (r) Total Perlakuan 1 2 3 4 (Yi.) 1 Y11 Y12 Y13 Y14 Y1 2 Y21 Y22 Y23 Y24 Y2 3 Y31 Y32 Y33 Y34 Y3 4 Y41 Y42 Y43 Y44 Y4 5 Y51 Y52 Y53 Y54 Y5 6 Y61 Y62 Y63 Y64 Y6 Total Kelompok (Y.j) Y-1 Y-2 Y-3 Y-4 Y-.. Model linier RAK dengan banyaknya kelompok (ulangan ) k dan banyaknya perlakuan t adalah: dimana : i =1,2,,t dan j = 1,2,,r Y ij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j μ = Mean populasi τ i = Pengaruh aditif dari perlakuan ke-i
19 β j = Pengaruh aditif dari kelompok ke-j ε ij = Pengaruh acak dari perlakuan ke-i dan kelompok ke-j Untuk nilai korelasi r berkisar antara -1 sampai dengan 1. Korelasi hanya menunjukkan kuat hubungan antar dua peubah di mana semakin dekat nilai korelasi dengan -1 menunjukkan adanya hubungan negatif atau berkebalikan yang kuat antar dua fator yang ada (misal x1 dan x2). Semakin besar nilai x1 maka semakin kecil nilai x2, begitu juga sebaliknya, semakin kecil x1 maka x2 semakin besar. sedangkan bila nilai korelasi mendekati 1 berarti terdapat hubungan positif atau searah antar dua peubah yaitu bila x1 semain besar maka x2 akan semakin besar dan sebaliknya, bila x1 semakin kecil maka x2 semakin kecil. Korelasi antar dua peubah dinyatakan nyata secara statistik bila nilai signifikasi atau p < alpha. Nilai alpha yang digunakan adalah 0,05.
20 HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Umum Lokasi Penelitian Batam adalah kota industri, bahkan disebut sebagai lokomotif industri Indonesia, luas wilayah 415 km² terdiri dari 12 kecamatan dengan jumlah penduduk 1.056.701 jiwa, memiliki 719 industri yang tersebar dalam 29 kawasan industri, dengan jenis industri yang beraneka ragam pada setiap kawasan. (Dinas Perindustrian Kota Batam 2009) Gambar 8 menunjukan peta lokasi penelitian. Pengambilan sampel dilakukan pada beberapa lokasi, yang menjadi pertimbangan pemilihan lokasi adalah berdasarkan pada jenis tanaman, umur tanaman, dan kawasan yang berbeda dimana pada lokasi ini terdapat tiga jenis tanaman yang sama yaitu angsana, akasia, dan trembesi dengan umur tanaman diperkirakan hampir sama yaitu berkisar 7 tahun, tanaman ini berada pada lokasi yang berbeda lokasi 1 kawasan padat industri, lokasi 2 kawasan padat lalulintas, dan lokasi 3 dapat dikategorikan sebagai lokasi padat industri-lalulintas, serta lokasi 4 kawasan sepi industri-lalulintas (hutan kota). 3 2 1 4 Gambar 8 Peta lokasi pengambilan sampel
21 Kriteria padat lalulintas dilihat dari jumlah kendaraan yang melewati lokasi pengambilan sampel. Pada Tabel 4 menunjukkan jumlah kendaraan bermotor roda dua dan roda empat dalam setiap jam yang melewati lokasi pengambilan sampel. Tabel 4 Jumlah kendaraan yang melewati lokasi pengambilan sampel Volume Lalulintas Kapasitas Ratio Lokasi Kawasan (per jam) (V) Ruas Jalan (C) (V/C) 1 Jln. Yos Sudarso 3159 6072 0.52 2 Jln. Sudirman 4043 6557 0.62 3 Jln. Ahmad Yani 4527 6466 0.70 4 Jln. Diponegoro 1781 2755 0,65 (Sumber Dinas Perhubungan Kota Batam 2009) Terdapat banyak kawasan industri yang ada di Kota Batam, namun beberapa kawasan saja yang menjadi objek penelitian ini. Pada lokasi 1 didominasi industri galangan kapal dan pada lokasi 3 didominasi oleh industri elektronik. Secara umum nama kawasan, jenis, dan jumlah industri pada lokasi penelitian ditunjukkan pada Tabel 5.
22 Tabel 5 Nama kawasan, jenis, dan jumlah industri pada lokasi pengambilan sampel Nama Kawasan Jenis Industri Jumlah Batu Ampar Pengelola/property 4 (Lokasi 1) Barang plastik dan cetakan 2 Galangan kapal 4 Kemasan dari plastic 1 Elektronik dan Manufacturing 8 Gudang kayu, pipa besi 12 Texstil 1 Mesin genset 1 Cat dan Logam 4 Jasa, dan rekayasa industri, perbengkelan 7 Kertas 1 Kaca 1 Jumlah 46 Industri Batamindo Pengelola/property 1 (Lokasi 3) Assembly dan komponen elektronika 38 Aluminium tubes repacking adhesive 1 Alat-alat optic 1 Peralatan plastic 8 Shiping logistic 1 Komponen alat pengangkut 1 PCB asembly of flash wiring 2 Injection moulding 2 Alat-alat medis 1 Mesin berputar dan photocopy 1 Pengelolalaan barang dari karet 6 Perakitan 2 Head strecs for disk drivers 1 Kertas dan barang dari kertas 2 Logam dan barang dari logam 5 Moulding dan metal stamping 2 Alat bantu dengar dan perlengkapannya 1 Gas nitrogen 1 Polyfoam packing 1 Measurements meter dan power supply 1 Jumlah 79 Panbil PCB asembly 1 (Lokasi 3) Komponen alat-alat elektronik 3 Plastik 1 Fishing tacle,lure 1 Medical disposible, clean room asembly 1 Aluminium casting 1 Electro plating of hard disk drive base plate 1 Bulbars 1 Jumlah (Sumber Dinas Perindustrian Kota Batam 2009) 10
23 Hasil Analisis Logam Berat Pb, Zn, dan Cr Sampel yang didestruksikan dengan HNO 3 mengeluarkan uap kuning kecoklatan, lalu didiamkan beberapa jam, kemudian campuran dipanaskan dengan menggunakan penangas pada suhu 80 o C sampai uap kuning kecoklatan tersebut tidak kelihatan lagi, pemanasan ini dilakukan agar didapatkan hasil destruksi yang sempurna. Lalu disaring sambil dibilas dengan air bebas ion sehingga didapatkan volume filtrat 50 ml (Kord et al 2010). Proses dan hasil destruksi ditunjukkan pada Gambar 9. (1) (2) (3) (4) Ket : (1, 2 dan 3 = proses. 4 = hasil destruksi) Gambar 9 Proses dan hasil destruksi
24 24 Tabel 6 Kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan bobot kering (ppm) Jenis Bagian Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3 Lokasi 4 Tanaman Tanaman Pb Cr Zn Pb Cr Zn Pb Cr Zn Pb Cr Zn Angsana Daun 6,95 1,85 152,4 5,36 1,60 110,1 13,81 8,78 702,2 1,49 0,44 51,31 Kulit batang 1,69 2,83 108,8 1,45 0,77 123,6 2,97 7,24 186,4 0,64 0,27 68,64 Kulit akar 1,61 1,48 372,9 0,70 0,98 240,7 2,86 2,45 1313,7 0,74 0,27 73,99 Akasia Daun 3,95 1,33 498,7 19,05 1,41 61,51 23,67 16,21 170,5 1,67 0,50 18,40 Kulit batang 1,81 0,33 27,75 1,44 0,61 91,90 2,75 3,10 265,0 0,44 0,25 20,25 Kulit akar 3,48 0,80 1169,6 1,87 0,64 113,1 1,52 2,13 906,1 1,44 0,33 89,98 Trembesi Daun 4,51 2,79 811,7 2,22 0,54 148,7 3,75 0,53 307,6 0,88 0,22 40,31 Kulit batang 4,04 1,73 577,2 0,96 1,15 39,61 0,58 1,20 198,0 0,41 0,41 9,18 Kulit akar 4,69 2,48 859,0 0,89 2,56 177,7 1,36 0,99 614,6 0,49 0,42 71,96
25 Hasil analisis Pb, Zn, dan Cr larutan sampel menggunakan SSA terdapat pada Tabel 5. Rerata kadar terendah terdapat pada lokasi 4 dan rerata kadar tertinggi terdapat pada lokasi 3 berturut-turut sebesar 5,92 ppm, 518,2 ppm, dan 4,74 ppm. Gambar 10 menunjukkan rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan lokasi (lokasi 1, 2, 3, dan 4). Kadar Pb, Zn, dan Cr (ppm) 1000 100 10 1 Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3 Lokasi 4 Pb Zn Cr Gambar 10 Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr berdasarkan lokasi Rerata kadar Pb, Zn, dan Cr tertinggi terdapat pada lokasi 3 dikarenakan lokasi ini merupakan padat industri-lalulintas dengan jumlah kendaraan dan jenis industri yang lebih banyak daripada lokasi 1, 2, dan 4. Kadar Pb yang tinggi dapat berasal dari zat buangan yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor dan kegiatan industri. Zn yang tinggi dapat berasal dari zat buangan yang berasal dari kegiatan industri, dan Cr yang tinggi dapat berasal dari gas buangan kendaraan bermotor dan dari kegiatan industri. Menurut (Kozak 1993) dugaan emisi Pb berasal dari transportasi dan dari kegiatan industri. Didukung oleh penelitian (Kord et al 2010) kandungan Pb dalam konsentrasi tinggi ditemukan di wilayah jalan raya sementara pada wilayah industri ditemukan Zn dan Cr dalam konsentrasi yang tinggi.