Mengukur Faktor Biokonsentrasi Azolla microphylla Dalam Menyerap Logam Berat Timbal (Pb)

MENGUKUR FAKTOR BIOKONSENTRASI Azolla microphylla
DALAM MENYERAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

SKRIPSI

OLEH :

GUNTUR ALTHAIR
090302039

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian

: Mengukur Faktor Biokonsentrasi Azolla microphylla Dalam
Menyerap Logam Berat Timbal (Pb)

Nama

: Guntur Althair

NIM

: 090302039

Program Studi

: Manajemen Sumberdaya Perairan

Disetujui Oleh
Komisi Pembimbing

Pindi Patana, S.Hut, M.Sc
Ketua

Riri Ezraneti, S.Pi, M.Si
Anggota

Mengetahui

Dr. Ir. Yunasfi, M.Si
Ketua Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan

Tanggal Sidang: 11 November 2014

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI
DAN SUMBER INFORMASI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Guntur Althair
NIM

: 090302039

Menyatakan

bahwa

skripsi

yang

berjudul

“Mengukur

Faktor

Biokonsentrasi Azolla microphylla dalam Menyerap Logam Berat Timbal (Pb)”
benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun
kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber dan data informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di akhir

skripsi ini.

Medan, November 2014

Guntur Althair
090302039

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

GUNTUR ALTHAIR. Mengukur Faktor Biokonsentrasi Azolla microphylla
dalam Menyerap Logam Berat Timbal (Pb). Dibimbing oleh PINDI PATANA
dan RIRI EZRANETI.
Timbal (Pb) pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan
tersuspensi. Toksisitas timbal terhadap tumbuhan relatif lebih rendah
dibandingkan dengan unsur renik yang lain. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui kemampuan Azolla microphylla menyerap logam berat Pb pada
konsentrasi yang berbeda dan pengaruh logam berat Pb terhadap perkembangan
biomassa Azolla microphylla. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari

sampai Maret 2014 di Laboratorium Terpadu Manajemen Sumberdaya Perairan
Universitas Sumatera Utara.
Kemampuan Azolla microphylla dalam menyerap timbal diukur dengan
menghitung Bioconcentration Factor. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa nilai
BCF pada hari H7 dengan konsentrasi timbal 1 ppm yaitu 0,2372 dan dengan
konsentrasi 5 ppm bernilai 0,3295. Sementara pada hari H14 dengan konsentrasi
timbal 1 ppm bernilai 0,2515 dan dengan konsentrasi 5 ppm bernilai 0,3536. Total
berat Azolla microphylla tanpa pemberian timbal pada hari H7 yaitu 105,6 gram,
sementara berat Azolla microphylla dengan penambahan timbal 1 ppm yaitu 102,1
gram, dan pada konsentrasi 5 ppm hanya 99,6 gram. Sementara pada hari H14,
total berat biomassa Azolla microphylla tanpa penambahan timbal sama sekali
ialah 153,1 gram, 149,9 gram pada konsentrasi timbal 1 ppm, dan 140,8 gram
pada konsentrasi timbal 5 ppm. Kemudian pada pengukuran H28, berat biomassa
Azolla microphylla pada perlakuan kontrol mencapai 209,7 gram, pada perlakuan
pemberian 1 ppm timbal mencapai 210,3 gram, dan pada perlakuan 5 ppm
mencapai 198,5 gram.
Kata kunci : Azolla microphylla, Timbal, BCF

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

GUNTUR ALTHAIR. Measuring Bioconcentration factor in the Azolla
microphylla of Absorbing Heavy Metal Lead (Pb). This research was supervised
by PINDI PATANA and RIRI EZRANETI.
Lead (Pb) in water was found in dissolved and suspended form. Lead
toxicity to plants was relatively lower compared to other microscopic elements.
This study aimed to determine the ability of Azolla microphylla absorb heavy
metals at different concentrations of Pb and Pb heavy metal influence on the
development of Azolla microphylla biomass. This study was conducted from
February to March 2014 in the Laboratory of Manajemen Sumberdaya Perairan
Universitas Sumatera Utara.
Azolla microphylla ability to absorb lead was measured by calculating
Bioconcentration Factor. Results indicate that the BCF values on day H7 at 1 ppm
of lead is 0.2372 and at 5 ppm is 0.3295. While on the H14 at 1 ppm
concentration of lead is 0.2515 and at 5 ppm is 0.3536. Total weight of Azolla
microphylla without lead contamination on day H7 is 105.6 grams, while the
weight of Azolla microphylla with the addition 1 ppm of lead is 102.1 grams, and
at 5 ppm is only 99.6 grams. While on the H14, the total weight of Azolla
microphylla biomass without the addition of lead is 153.1 grams, 149.9 grams of

lead at 1 ppm concentration, and 140.8 grams of lead at 5 ppm. Then in H28
measurements, weight Azolla microphylla biomass in the control treatment
reached 209.7 grams, treatment with 1 ppm of lead reached 210.3 grams weight,
and reached 198.5 grams at 5 ppm.
Keywords : Azolla microphylla, Lead, BCF

Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP

Penulis

dilahirkan

di

kota

Medan,

Provinsi

Sumatera Utara pada tanggal 14 November 1990
sebagai anak pertama dari empat bersaudara,
pasangan ayahanda Muslichuddin dan ibunda
Nuryati. Penulis memulai jenjang pendidikan
formal di SD Swasta DP Pangkalan Berandan,
Kabupaten Langkat sampai tahun 2002.
Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di SMP Swasta DP Pangkalan
Berandan (tahun 2002 – 2005). Tahun 2008 penulis menyelesaikan pendidikan
menengah atas di SMA Neg. 1 Pangkalan Berandan. Pada tahun 2009 penulis
diterima sebagai mahasiswa di Universitas Sumatera Utara melalui jalur ujian
tertulis Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru Program Studi Manajemen
Sumberdaya Perairan.
Selain mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan
Mahasiswa

Manajemen

Sumberdaya

Perairan

(IMMASPERA).

Penulis

melakukan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Balai Budidaya Air Payau (BBAP)
Ujung Batee, Aceh Besar pada tanggal 11 Juli sampai 9 Agustus 2012.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, atas rahmat dan
karunia-Nya penulis telah diberi kemampuan untuk menyusun skripsi yang
berjudul “Mengukur Faktor Biokonsentrasi Azolla microphylla dalam Menyerap
Logam Berat Timbal (Pb)”
Terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Pindi Patana, S.Hut, M.Sc
selaku ketua dosen pembimbing dan Ibu Riri Ezraneti, S.Pi, M.Si selaku anggota

dosen pembimbing yang telah memberikan arahan, bimbingan, saran, dan
petunjuk dalam menyusun skripsi ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada orang
tua, rekan-rekan mahasiswa, serta berbagai pihak yang telah memberikan banyak
bantuan dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Saran dan
kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan skripsi ini
sehingga hasil skripsi dapat berjalan baik.

Medan, Oktober 2014

Penulis

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK

i

ABSTRACT

ii

RIWAYAT HIDUP

iii

KATA PENGANTAR

iv

DAFTAR ISI

0v

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Kerangka Pemikiran
Hipotesis
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
02
3
4
04
04

TINJAUAN PUSTAKA
Azolla sp.
Habitat Azolla sp.
Peran Azolla sp. dalam Menyerap Logam
Faktor Biokonsentrasi (Bioconcentration Factor)
Timbal (Pb)
Kualitas Air
Fitoremediasi

5
7
8
09
9
12
13

METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian
Bahan dan Alat
Prosedur Penelitian

16
16
16

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Kandungan Timbal (Pb) pada Azolla microphylla, Air dan Tanah
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Perkembangan Biomassa Azolla
microphylla
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Kualitas Air

19
19
20
21

Universitas Sumatera Utara

Bioconcentration Factor (BCF)
Pembahasan
Kandungan Timbal (Pb) pada Azolla microphylla, Air dan Tanah
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Perkembangan Biomassa Azolla
microphylla
Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Kualitas Air
Bioconcentration Factor (BCF)

23
23
23
25
27
28

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran

30
30

DAFTAR PUSTAKA

31

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

No.

Teks

Halaman

1. Kerangka Pemikiran

2

2. Azolla microphylla

6

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

No.

Teks

1. Hasil Pengukuran Kandungan
microphylla, Tanah, dan Air

Halaman

Timbal

(Pb)

pada

Azolla
35

2. Hasil Pengukuran Berat Biomassa Azolla microphylla

36

3. Hasil Pengukuran Kualitas Air (DO, Suhu, dan pH)

37

4. Nilai BCF H7 dan H14

38

5. Uji Statistik ANOVA Konsentrasi Timbal pada Azolla microphylla
H7

39

6. Uji Statistik ANOVA Konsentrasi Timbal di Air H7

40

7. Uji Statistik ANOVA Konsentrasi Timbal di Tanah H7

41

8. Uji Statistik ANOVA Pengaruh Timbal terhadap Perkembangan
Biomassa Azolla microphylla H7

42

9. Uji Statistik ANOVA Konsentrasi Timbal pada Azolla microphylla
H14

43

10. Uji Statistik ANOVA Konsentrasi Timbal di Air H14

44

11. Uji Statistik ANOVA Konsentrasi Timbal di Tanah H14

45

12. Uji Statistik ANOVA Pengaruh Timbal terhadap Perkembangan
Biomassa Azolla microphylla H7

46

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

GUNTUR ALTHAIR. Mengukur Faktor Biokonsentrasi Azolla microphylla
dalam Menyerap Logam Berat Timbal (Pb). Dibimbing oleh PINDI PATANA
dan RIRI EZRANETI.
Timbal (Pb) pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan
tersuspensi. Toksisitas timbal terhadap tumbuhan relatif lebih rendah
dibandingkan dengan unsur renik yang lain. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui kemampuan Azolla microphylla menyerap logam berat Pb pada
konsentrasi yang berbeda dan pengaruh logam berat Pb terhadap perkembangan
biomassa Azolla microphylla. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari
sampai Maret 2014 di Laboratorium Terpadu Manajemen Sumberdaya Perairan
Universitas Sumatera Utara.
Kemampuan Azolla microphylla dalam menyerap timbal diukur dengan
menghitung Bioconcentration Factor. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa nilai
BCF pada hari H7 dengan konsentrasi timbal 1 ppm yaitu 0,2372 dan dengan
konsentrasi 5 ppm bernilai 0,3295. Sementara pada hari H14 dengan konsentrasi
timbal 1 ppm bernilai 0,2515 dan dengan konsentrasi 5 ppm bernilai 0,3536. Total
berat Azolla microphylla tanpa pemberian timbal pada hari H7 yaitu 105,6 gram,
sementara berat Azolla microphylla dengan penambahan timbal 1 ppm yaitu 102,1
gram, dan pada konsentrasi 5 ppm hanya 99,6 gram. Sementara pada hari H14,
total berat biomassa Azolla microphylla tanpa penambahan timbal sama sekali
ialah 153,1 gram, 149,9 gram pada konsentrasi timbal 1 ppm, dan 140,8 gram
pada konsentrasi timbal 5 ppm. Kemudian pada pengukuran H28, berat biomassa
Azolla microphylla pada perlakuan kontrol mencapai 209,7 gram, pada perlakuan
pemberian 1 ppm timbal mencapai 210,3 gram, dan pada perlakuan 5 ppm
mencapai 198,5 gram.
Kata kunci : Azolla microphylla, Timbal, BCF

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

GUNTUR ALTHAIR. Measuring Bioconcentration factor in the Azolla
microphylla of Absorbing Heavy Metal Lead (Pb). This research was supervised
by PINDI PATANA and RIRI EZRANETI.
Lead (Pb) in water was found in dissolved and suspended form. Lead
toxicity to plants was relatively lower compared to other microscopic elements.
This study aimed to determine the ability of Azolla microphylla absorb heavy
metals at different concentrations of Pb and Pb heavy metal influence on the
development of Azolla microphylla biomass. This study was conducted from
February to March 2014 in the Laboratory of Manajemen Sumberdaya Perairan
Universitas Sumatera Utara.
Azolla microphylla ability to absorb lead was measured by calculating
Bioconcentration Factor. Results indicate that the BCF values on day H7 at 1 ppm
of lead is 0.2372 and at 5 ppm is 0.3295. While on the H14 at 1 ppm
concentration of lead is 0.2515 and at 5 ppm is 0.3536. Total weight of Azolla
microphylla without lead contamination on day H7 is 105.6 grams, while the
weight of Azolla microphylla with the addition 1 ppm of lead is 102.1 grams, and
at 5 ppm is only 99.6 grams. While on the H14, the total weight of Azolla
microphylla biomass without the addition of lead is 153.1 grams, 149.9 grams of
lead at 1 ppm concentration, and 140.8 grams of lead at 5 ppm. Then in H28
measurements, weight Azolla microphylla biomass in the control treatment
reached 209.7 grams, treatment with 1 ppm of lead reached 210.3 grams weight,
and reached 198.5 grams at 5 ppm.
Keywords : Azolla microphylla, Lead, BCF

Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Setiap tahun pemerintah terus melakukan pembangunan di seluruh daerah.
Pembangunan yang berkembang pesat umumnya merupakan pembangunan
perumahan dan industri sementara areal pertanian khususnya sawah semakin
menyempit. Hal ini menyebabkan meningkatnya limbah yang dibuang ke
perairan, baik berupa limbah domestik, limbah industri, ataupun limbah pertanian.
Sumber logam berat banyak berasal dari, minyak bumi, asap kendaraan
bermotor, dan limbah pabrik. Kapal-kapal nelayan dan transportasi di laut juga
turut menyumbang logam berat di perairan. Begitu juga dengan pembuangan
limbah industri ke badan air tanpa pengolahan yang sesuai standar, atau bahkan
tidak diolah sama sekali. Selain itu, pestisida yang digunakan oleh petani
umumnya dibuat dari bahan kimia yang mengandung logam berat. Ini tentu
membahayakan bagi biota perairan yang berlanjut ke manusia, karena logam berat
seperti Pb dapat terakumulasi pada tubuh biota perairan. Jika biota perairan ini
ditangkap dan dimakan oleh manusia, zat yang terakumulasi oleh biota tadi
selanjutnya akan terakumulasi pada tubuh manusia. Logam berat yang menumpuk
di tubuh akan membahayakan kesehatan manusia itu sendiri.
Untuk menghindari hal ini maka perlu dilakukan suatu upaya pengolahan
air limbah sebelum dialirkan ke badan air. Namun pengolahan dengan bahan
kimia tentu akan memakan biaya yang cukup mahal sehingga dibutuhkan solusi
alternatif yang dapat mengolah air dengan mengangkat atau mengurangi kadar
logam berat pada air dengan biaya yang terjangkau. Untuk memecahkan masalah

Universitas Sumatera Utara

ini, sekarang telah ditemukan bahwa suatu tumbuhan paku air yang hidupnya
mengambang di permukaan dapat melakukan fitoremediasi, tumbuhan ini disebut
Azolla.
Azolla merupakan satu dari beberapa solusi dalam mengolah air limbah
karena Azolla dapat melakukan fitoremediasi terhadap logam berat yang terdapat
pada perairan. Hal ini didukung dengan terjangkaunya harga Azolla dan dapat
digunakan secara berkesinambungan karena Azolla dapat berkembang biak
dengan cukup cepat.
Hal inilah yang mendasari dilakukannya penelitian terhadap Azolla ini
untuk mengetahui tingkat penyerapan logam berat Pb pada Azolla sehingga
diketahui faktor biokonsentrasi (Bioconcentration Factor) dari Azolla.

Perumusan Masalah
Pabrik dan pertanian merupakan beberapa penyumbang limbah ke perairan
terutama limbah yang mengandung logam berat. Kurangnya perhatian terhadap
pengelolaan limbah ini menyebabkan pencemaran pada perairan. Hal ini
disebabkan mahalnya biaya yang dibutuhkan untuk melakukan pengelolaan
limbah tersebut. Azolla microphylla merupakan satu dari banyak tumbuhan air
yang dapat melakukan bioremediasi, yang merupakan alternatif pengelolaan air
limbah yang mengandung logam berat. Meskipun Azolla microphylla mampu
mengurangi konsentrasi logam berat di air, dibutuhkan data tentang kemampuan
Azolla microphylla dalam menyerap unsur logam berat tertentu khususnya Pb
yang banyak mencemari perairan dan jumlah Azolla microphylla yang dibutuhkan
untuk mengurangi konsentrasi pencemar di perairan.
Berdasarkan uraian di atas, maka masalah dalam penelitian ini dapat

Universitas Sumatera Utara

dirumuskan sebagai berikut
1. Bagaimanakah kemampuan Azolla microphylla dalam menyerap Pb
dengan konsentrasi yang berbeda ?
2. Bagaimanakah pengaruh perkembangan Azolla microphylla pada media
yang tercemar Pb ?

Kerangka Pemikiran
Aktivitas manusia khususnya di bidang industri dan pertanian yang
menghasilkan limbah mengandung Pb akan meningkatkan konsentrasi Pb di
lingkungan, khususnya dari limbah yang dibuang ke perairan. Azolla microphylla
yang merupakan pakis akuatik mengapung ini dapat melakukan fitoremediasi
untuk mengurangi konsentrasi logam berat di perairan sehingga dapat menjadi
solusi untuk mengurangi tingkat pencemaran Pb di perairan. Namun, dibutuhkan
data tentang kemampuan tumbuhan tersebut dalam menyerap logam berat
sehingga diketahui jumlah tumbuhan yang dibutuhkan untuk mengurangi
konsentrasi limbah di perairan hingga mencapai konsentrasi yang ditargetkan
dengan menghitung BCF.
Limbah

Industri

Peningkatan

Pb

dan

di

Azolla microphylla

Fitoremediasi

Konsentrasi

Pb

BCF

Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian

Universitas Sumatera Utara

Hipotesis
Berdasarkan perumusan masalah di atas, dugaan sementara terhadap
perlakuan ini ialah
1. Kemampuan Azolla microphylla berbeda dalam menyerap Pb dengan
konsentrasi yang berbeda.
2. Konsentrasi timbal yang berbeda memiliki pengaruh yang berbeda
terhadap perkembangan Azolla microphylla.
Tujuan
Mengetahui kemampuan Azolla microphylla menyerap logam berat Pb
pada konsentrasi yang berbeda dan pengaruh logam berat Pb terhadap
perkembangan biomassa Azolla microphylla.

Manfaat
Sebagai informasi dan solusi untuk pengelolaan sumberdaya perairan yang
tercemar oleh logam berat Pb.

Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA

Azolla sp.
Nama Azolla berasal dari bahasa Yunani azo (mengering) dan allyo
(membunuh) berarti tanaman yang mati ketika mengering. Genus Azolla
dikemukakan oleh J. B. Lamark di awal 1783 (Svenson, 1944 diacu oleh Raja
dkk., 2012) ditempatkan di famili Salvinaceae dari ordo Salviniales. Namun para
taksonom sekarang telah menempatkannya pada famili Azollaceae (Konar dan
Kapoor, 1972 diacu oleh Raja dkk., 2012).
Berdasarkan Integrated Taxonomic Information System (2012), Azolla
microphylla memiliki klasifikasi sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Division

: Tracheophyta

Class

: Polypodiopsida

Order

: Salviniales

Family

: Azollaceae

Genus

: Azolla

Species

: Azolla microphylla

Azolla merupakan paku air mengapung dan tergabung dalam famili
Azollaceae. Azolla mengembangkan suatu hubungan simbiosis dengan alga hijau
biru yaitu Anabaena azollae (Ferentinos dkk., 2002; Food and Agricultre
Organization, 1978), yang bertanggung jawab melakukan fiksasi dan asimilasi
nitrogen dari atmosfer. Azolla menyediakan sumber karbon dan lingkungan yang
nyaman bagi pertumbuhan dan perkembangan dari simbion alga hijau biru sebagai

Universitas Sumatera Utara

gantinya (Pillai dkk., 2002). Simbiosis Anabaena azollae dapat memproduksi 1
ton pupuk hijau per hektar per hari, mengandung 3 kg nitrogen N2 yang setara
dengan 15 kg ammonium sulfat atau 7 kg urea. Hal ini juga berarti bahwa
budidaya Azolla dapat memproduksi satu setengah ton nitrogen per petak sawah
(Food and Agricultre Organization, 1978). Beberapa strain dari Azolla bisa
memfiksasi 2 – 3 kg nitrogen/ha/hari. Azolla menghasilkan biomassa dua kali lipat
dalam 3 – 10 hari, tergantung kondisi lingkungan, dan mencapai 8 – 10 ton/ha di
persawahan Asia (Hasan and Chakrabarti, 2009).

Gambar 2. Azolla microphylla
Tumbuhan Azolla merupakan pakis air yang terdiri dari batang utama
dengan daun berseling dan akar adventif dengan jarak yang sama di sepanjang
batang dan tumbuh di permukaan air. Batang sekunder berkembang di ketiak
daun. Daun Azolla berbentuk segitiga atau poligon dan mengapung di permukaan
air. Diameter tumbuhan ini berkisar antara 1/3 hingga 1 inchi (1–2,5 cm) untuk

Universitas Sumatera Utara

spesies kecil seperti Azolla pinnata, mencapai 6 inchi (15 cm) atau lebih untuk
Azolla nilotica dan Azolla filiculoides (Ferentinos dkk., 2002).

Habitat Azolla sp.
Azolla dapat ditemukan di kolam, parit, dan lahan basah bertemperatur
hangat dan wilayah tropis di seluruh dunia. Azolla harus tumbuh di air atau
genangan lumpur, dan akan mati dalam beberapa jam apabila dalam kondisi
kering (Ferentinos dkk., 2002). Kondisi optimum bagi Azolla ialah pada suhu
sekitar 25 oC, pada suhu kurang atau lebih dari suhu tersebut perkembangan
Azolla menurun. Cahaya yang dibutuhkan Azolla berkisar antara 20.000 hingga
50.000 lux, pH netral (pH 7) memberikan perkembangan yang sangat baik bagi
Azolla dan rentang pH 4 – 6 juga menunjukkan perkembangan yang baik.
Salinitas setidaknya kurang dari 0,1 %. Kelembaban relatif antara 85 – 90 %.
Berdasarkan penelitian International Rice Research Institute (IRRI) fosfor
merupakan faktor pembatas penting bagi perkembangan Azolla, pemberian 5 kg
P/ha setiap dua hari dalam tiga bentuk, yaitu superphosphate meningkatkan
perkembangan 56 %, rock phosphate 45 %, dan magnesium phospate 22 %.
Penelitian telah menunjukkan bahwa Azolla dapat menambah beratnya dua kali
lipat di substrat bebas nitrogen dalam tiga hingga lima hari. Azolla yang tumbuh
mengandung nitrogen antara 0,1 – 0,2 %, atau 3 – 5 % pada berat kering. Ratarata perkembangan Azolla ialah sekitar lima kali lipat selama lima minggu (Food
and Agricultre Organization, 1978).
Perkembangan Azolla di alam dan di laboratorium seluruhnya melalui
reproduksi vegetatif. Namun, reproduksi seksual juga dapat dilakukan demi
kelangsungan hidup populasi dalam keadaan yang tidak menguntungkan. Ketika

Universitas Sumatera Utara

daun Azolla mencapai ukuran tertentu berdasarkan jenis spesies dan lingkungan,
umumnya diameter 1 hingga 2 cm, batang sekunder yang tua terlepas dari batang
utama sebagai hasil bentukan lapisan yang diamputasi, yang menyebabkan
tumbuhnya individu baru (Hasan dan Chakrabarti, 2009).

Peran Azolla sp. dalam Menyerap Logam
Penelitian tentang fitoremediasi air yang tercemar logam berat dengan
menggunakan Azolla sebelumnya telah banyak dilakukan. Beberapa logam yang
banyak mencemari perairan dan dapat diangkat oleh Azolla di antaranya Cr (Arora
dkk., 2006), Pb (Juhaeti dkk., 2005; Khosravi, 2005), Hg (Rai, 2008), Cd (Rai,
2008; Valderrama dkk., 2012; Khosravi, 2005), Ni (Khosravi, 2005), As (Rahman
dan Hasegawa; 2011), Zn (Khosravi, 2005), dan Cu (Valderrama dkk., 2012).
Walaupun Azolla microphylla mampu bertahan hidup di air yang tercemar logam
berat, kondisi ini diketahui menghambat perkembangan Azolla microphylla,
penelitian juga menyebutkan bahwa Azolla microphylla yang hidup di air yang
terpapar Pb hingga 15 ppm menyebabkan Azolla microphylla tidak berkembang
sama sekali, dan perkembangan Azolla microphylla dapat berkurang hingga 54 %
pada konsentrasi Pb 1 ppm (Arora dkk., 2006). Penelitian lain menunjukkan
pengurangan biomassa Azolla microphylla mencapai 28,9 % pada lingkungan
yang terpapar Hg dan 27 % oleh Cd masing-masing dengan konsentrasi 1 ppm
(Rai, 2008). Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Khosravi (2005) dengan
menggunakan Pb, Cd, Ni, dan Zn masing-masing dengan konsentrasi 4 ppm
menghasilkan pengurangan biomassa Azolla microphylla sebanyak 25 %, 42 %,
31 %, dan 17 %.

Universitas Sumatera Utara

Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Biokonsentrasi merupakan proses ketika suatu substansi kimia diserap
oleh organisme dari lingkungan sekitar hanya melalui pernafasan dan permukaan
kulit, hal ini tidak termasuk paparan bahan kimia dalam makanan. Ini merupakan
hasil murni tingkat penyerapan bahan kimia pada pernafasan luar (contohnya
insang pada ikan) dan penghilangan bahan kimia termasuk pertukaran pernafasan,
pengeluaran feses, biotransformasi metabolisme dari senyawa induk, dan
perlambatan

pertumbuhan.

Perlambatan

pertumbuhan

dianggap

proses

“penghilangan-semu” karena bahan kimia tidak benar-benar dihilangkan oleh
organisme tetapi konsentrasinya berkurang seiring dengan meningkatnya volume
jaringan. Sejauh mana biokonsentrasi terjadi dinyatakan sebagai faktor
biokonsentrasi (BCF) dan hanya dapat diukur dalam kondisi laboratorium yang
pada asupan makanan bahan kimia tersebut sengaja tidak dimasukkan (Arnot dan
Frank, 2006).
BCF merupakan index kemampuan suatu tanaman untuk mengakumulasi
ion logam yang berbanding lurus dengan konsentrasi ion logam pada
pertumbuhan lingkungan. BCF didefinisikan sebagai perbandingan konsentrasi
logam dalam biomassa kering terhadap konsentrasi awal ion logam dalam larutan
pakan (Raskin dkk., 1994 diacu oleh Arora dkk., 2005).

Timbal (Pb)
Timbal (Pb) merupakan unsur ke lima dalam golongan (IV)A pada sistem
periodik, memiliki nomor atom 82, berat atom 207,19, dan valensi 2 dan 4. Ratarata ketersediaan Pb di kerak bumi ialah 13 ppm, di tanah berkisar 2,6 hingga 25
ppm, di sungai 3 µg/l, dan di air tanah umumnya 0,1 mg/l. Timbal diperoleh

Universitas Sumatera Utara

terutama dari galena (PbS), yang biasanya digunakan untuk baterai, amunisi,
solder, pipa, zat warna, insektisida, campuran logam, dan juga digunakan pada
bensin (Standard Methods Committee, 1997). Timbal secara umum, tidak
mengalami bioakumulasi dan tidak meningkatkan konsentrasi logam pada rantai
makanan. Timbal terikat kuat pada partikel lingkungan seperti tanah, sedimen, dan
endapan lumpur. Karena rendahnya kelarutan dari kebanyakan garam-garam,
timbal cenderung mengendap di luar larutan kompleks (European Comission
Directorates General, 2002).
Timbal pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan tersuspensi.
Kelarutan timbal tergolong rendah sehingga kadar timbal dalam air relatif rendah.
Kadar dan toksisitas timbal dipengaruhi oleh kesadahan, pH, alkalinitas, dan DO.
Timbal tidak termasuk unsur yang essensial bagi makhluk hidup, bahkan unsur ini
bersifat toksik bagi hewan dan manusia karena dapat terakumulasi pada tulang.
Toksisitas timbal terhadap tumbuhan relatif lebih rendah dibandingkan dengan
unsur renik yang lain. Toksisitas timbal terhadap organisme akuatik berkurang
dengan meningkatnya kesadahan dan DO. Kadar timbal yang berkisar antara 0,1 –
8,0 ppm dapat menghambat pertumbuhan mikroalgae Chlorella saccharophilla
(Effendi, 2003).
Walaupun timbal tidak mengalami bioakumulasi pada kebanyakan
organisme, tetapi dapat terakumulasi pada makanan biota terutama pada partikel,
contohnya kepah dan cacing. Organisme-organisme ini sering memiliki protein
khusus pengikat logam yang menyerap logam dari lingkungan ke dalam tubuh
mereka. Penyebaran timbal pada hewan dipengaruhi oleh metabolisme kalsium.
Pada kerang, konsentrasi timbal lebih tinggi pada cangkang dari pada jaringan

Universitas Sumatera Utara

yang lunak. Selain itu, pada avertebrata akuatik adaptasi terhadap kondisi rendah
oksigen dapat terhambat oleh tingginya konsentrasi timbal. Pada ikan lumbalumba, timbal ditransfer dari induk ke anak selama perkembangan janin dan masa
menyusui. Ikan pada tahap muda lebih rentan pada timbal dibanding masa dewasa
atau telur. Gejala umum akibat pencemaran timbal termasuk cacat tulang belakang
dan menghitamnya bagian ekor. Batas maksimum pencemar yang dapat diterima
oleh spesies terhadap timbal anorganik telah ditentukan untuk beberapa spesies
pada kondisi berbeda dan menghasilkan nilai berkisar antara 0,04 mg/l hingga
0,198 mg/l. Senyawa organik lebih toksik terhadap ikan dari pada timbal dalam
bentuk unsur (anorganik). Ditemukan bukti bahwa telur kodok dan katak sensitif
terhadap konsentrasi timbal yaitu kurang dari 1,0 mg/l pada genangan air dan 0,04
mg/l pada air mengalir, telah diamati perkembangan dan penetasan telur menjadi
terhambat. Pada katak dewasa, tidak ada efek signifikan pada larutan dengan
konsentrasi di bawah 5 mg/l, tetapi timbal 10 mg/kg dalam makanan memberikan
beberapa efek biokimia (European Comission Directorates General, 2002).
Timbal diserap baik oleh tanah sehingga pengaruhnya terhadap tumbuhan
relatif kecil (Effendi, 2003). Pemindahan ion pada tumbuhan bersifat terbatas dan
kebanyakan timbal terikat pada akar atau permukaan daun. Hasilnya, pada banyak
studi eksperimen toksisitas timbal, konsentrasi timbal yang tinggi pada kisaran
100 hingga 1.000 mg/kg tanah dibutuhkan untuk menyebabkan efek toksik yang
tampak pada fotosintesis, pertumbuhan, atau parameter lain. Oleh karena itu,
timbal diduga hanya mempengaruhi tumbuhan pada lokasi lingkungan dengan
konsentrasi timbal yang sangat tinggi (European Comission Directorates General,
2002).

Universitas Sumatera Utara

Kualitas Air
Lingkungan perairan dengan kualitas airnya dianggap sebagai faktor
utama yang mengendalikan keadaan kesehatan dan penyakit pada ikan budidaya
dan ikan liar. Pencemaran lingkungan perairan oleh bahan organik dan anorganik
merupakan kebanyakan faktor yang menjadi ancaman serius terhadap kehidupan
organisme akuatik termasuk ikan (Saeed dan Shaker, 2008). Limbah cair oleh
pertanian mengandung pestisida dan pupuk, buangan limbah aktifitas industri dan
dengan tambahan pembuangan limbah domestik meningkatkan suplai bahan
organik dan logam berat dengan jumlah yang sangat besar di badan air dan
sedimen (European Comission Directorates General, 2002).
Ion logam dapat masuk ke rantai makanan dan terkonsentrasi pada
organisme akuatik pada tingkatan yang mempengaruhi keadaan fisiologis mereka.
Beberapa pencemar yang efektif di antaranya ialah logam berat yang memiliki
dampak lingkungan yang drastis pada semua organisme. Logam transisi seperti
Zn, Cu, dan Fe memiliki peran biokimia pada proses kehidupan semua tanaman
dan hewan akuatik, oleh karena itu logam-logam tersebut esensial di lingkungan
perairan dengan jumlah sedikit (Saeed dan Shaker, 2008). Gasic dan Korban
(2006) menjelaskan bahwa besi, tembaga, seng, kobalt, dan nikel merupakan
mikronutrien esensial yang sangat dibutuhkan oleh aktifitas sejumlah besar
protein yang terkait dalam menopang pertumbuhan dan pengembangan
organisme. Namun pada konsentrasi berlebihan, ion metal ini dapat merugikan
organisme. Hal ini menjelaskan bahwa tidak ada unsur yang selalu beracun, yang
perlu diperhatikan adalah data dosis-respon (Marschner, 1995 diacu oleh
Appenroth 2010).

Universitas Sumatera Utara

Air permukaan dan air tanah bisa terkontaminasi dengan logam dari
pembuangan air limbah atau kontak langsung dengan tanah, lumpur, limbah
pertambangan, dan puing yang terkontaminasi logam. Padatan bantalan logam
pada lokasi yang terkontaminasi berasal dari sumber yang berbeda-beda dalam
bentuk emisi udara, proses limbah padat, lumpur atau tumpahan. Sumber
pencemar mempengaruhi keberagaman dari lokasi yang terkontaminasi pada skala
makroskopik dan mikroskopik. Perbedaan konsentrasi pencemar dan matriks
mempengaruhi resiko yang terkait dengan logam pencemar dan pilihan
pengolahan (Evanko dan Dzombak, 1997).
Sumber utama kontaminasi timbal (Pb) dalam industri di antaranya
peleburan dan pemrosesan logam, produksi logam sekunder, pembuatan batere
timbal, pembuatan zat warna dan bahan kimia, dan limbah terkontaminasi timbal.
Kontaminasi yang menyebar disebabkan sisa penggunaan timbal pada bensin juga
menjadi perhatian. Timbal yang dibuang ke air tanah, air permukaan dan tanah
biasanya timbal dalam bentuk unsur, oksida dan hidroksida timbal, dan logam
timbal oxyanion kompleks. Proses utama mempengaruhi perjalanan timbal pada
tanah termasuk adsorpsi, pertukaran ion, presipitasi, dan kompleksasi penyerapan
zat organik. Proses ini membatasi jumlah timbal yang dapat ditransport ke air
permukaan dan air tanah. Senyawa timbal organik tetramethyl yang relatif volatil
dapat terbentuk dalam sedimen secara anaerob disebabkan hasil alkilasi oleh
mikroorganisme (Smith dkk., 1995 diacu oleh Evanko dan Dzombak, 1997).

Fitoremediasi
Remediasi yang diartikan sebagai perbaikan lingkungan secara umum
diharapkan dapat menghindari resiko-resiko yang ditimbulkan oleh kontaminasi

Universitas Sumatera Utara

logam yang berasal darialam (geochemical) dan akibat ulah manusia
(anthropogenic) (Hidayati, 2005). Menurut Juhaeti dkk. (2003) dalam jurnalnya,
fitoremediasi adalah penggunaan tumbuhan untuk penghilangan polutan dari
tanah atau perairan yang terkontaminasi. Teknik reklamasi dengan menggunakan
fitoremediasi mengalami perkembangan pesat karena terbukti merupakan metode
yang lebih murah dibandingkan dengan metode yang lainnya misalnya
penambahan lapisan permukaan tanah. Fitoremediator dapat berupa tanaman
herba, semak bahkan pohon. Semua tumbuhan dapat menyerap logam dalam
kemampuan yang bervariasi, tetapi beberapa tumbuhan mampu mengakumulasi
unsur logam tertentu dalam konsentrasi yang cukup tinggi.
Menurut Pal dkk. (2010), fitoremediasi dapat didefinisikan sebagai
penggunaan

tanaman

untuk

menyerap,

mengikat,

mengeluarkan,

atau

mendegradasi pencemar organik dan anorganik dari tanah, sedimen, air
permukaan dan air tanah. Kategori fitoremediasi di antaranya fitoekstraksi
(penggunaan tanaman untuk mengeluarkan pencemar dari tanah), fitovilatilisasi
(penggunaan tanaman untuk membuat bahan kimia menguap melalui spesies dari
elemen tanah), rhizofiltrasi (penggunaan akar tanaman untuk mengeluarkan
pencemar dari air mengalir) dan fitostabilisasi (penggunaan tanaman untuk
mengubah senyawa kimia pada logam tanah agar berkurang toksisitasnya, tetapi
tidak mengeluarkan logam dari tanah) (Chaney dkk., 1997).
Keberhasilan teknologi hijau pada fitoremediasi, umumnya bergantung
pada beberapa faktor. Pertama, tanaman harus menghasilkan biomassa yang
cukup ketika mengakumulasi logam pada konsentrasi tinggi. Pada beberapa kasus,
peningkatan biomassa akan menurunkan total konsentrasi logam pada jaringan

Universitas Sumatera Utara

tanaman, tetapi memberikan jumlah yang lebih besar dari logam yang diakumulasi
secara keseluruhan. Kedua, tumbuhan pengakumulasi logam harus responsif
untuk praktek budidaya yang memberikan penanaman dan panen dari jaringan
yang kaya logam. Dengan demikian, lebih baik logam terakumulasi di tunas
daripada di akar, karena logam pada tunas bisa dipotong dan dibuang. Hal ini
dapat dikelola pada skala kecil, tapi tidak berguna pada skala besar. Jika logam
terkonsentrasi pada akar, seluruh tumbuhan harus dibuang. Namun, membuang
seluruh tumbuhan tidak hanya meningkatkan biaya fitoremediasi, karena
dibutuhkan pekerja dan tumbuhan yang lebih, tetapi juga meningkatkan waktu
yang dibutuhkan bagi tumbuhan baru untuk berkembang dalam lingkungan dan
memulai akumulasi logam (Melinda dan Sigua, 2013).

Universitas Sumatera Utara

METODE PENELITIAN

Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai Februari hingga Maret 2014 di
Laboratorium Terpadu Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara. Pengujian kandungan logam berat dilakukan di Balai
Riset dan Standardisasi Industri Medan.

Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain Azolla
microphylla sebanyak 450 gram, PbNO3 sebanyak 20 mg, air bersih 60 liter
sebagai media tumbuh Azolla microphylla, tanah sebanyak 13,5 kg, HCl, dan
HNO3.
Sementara alat-alat yang digunakan antara lain baskom, timbangan, pH
meter, DO meter, termometer, neraca analitis, AAS (Atomic Absorption
Spectroscopy), waterbath, desikator, oven, blender, cawan timbang kadar air,
cawan porselen, labu ukur, corong, spatula, dan tungku pengabuan.

Prosedur Penelitian
1. Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan penelitian ini menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (RAL) dengan 3 perlakuan dan 3 kali ulangan, yaitu
a. Kontrol
b. Perlakuan 1 : dengan menambahkan timbal 1 ppm
c. Perlakuan 2 : dengan menambahkan timbal 5 ppm

Universitas Sumatera Utara

2. Persiapan Wadah
Wadah yang digunakan dalam penelitian ialah baskom dengan diameter
bagian atas 54 cm dan diameter bagian bawah 39 cm, dengan volume 25 liter
sebanyak 12 unit. Setiap wadah diisi dengan tanah gembur sebanyak 1,5 kg
kemudian diisi dengan air bersih sebanyak 16 liter dengan kedalaman air 12 cm.
3. Pemberian Perlakuan
Setelah wadah disiapkan, maka diambil sampel awal sebelum perlakuan
diberikan, setelah itu perlakuan diberikan dengan mencampurkan Pb sebanyak 1
ppm untuk perlakuan 1 dan 5 ppm untuk perlakuan 2 dan tanpa menambahkan
timbal sama sekali pada kontrol. Setelah itu, Azolla microphylla dimasukkan ke
wadah sebanyak 50 gram per wadah.
4. Parameter yang Diukur
Parameter yang diukur antara lain perkembangan biomassa Azolla
microphylla, kandungan Pb pada biomassa Azolla microphylla, air dan tanah.
Perkembangan biomassa Azolla microphylla diukur dengan menimbang berat
seluruh biomassa Azolla microphylla per wadah sebelum diberi perlakuan
kemudian pada hari ke 7, hari ke 14, dan hari ke 28 setelah diberi perlakuan.
Selain itu, pengukuran pH, DO, dan suhu air dilakukan sebelum pemberian
perlakuan, kemudian pada hari ke 7 setelah pemberian perlakuan dan hari ke 14
setelah pemberian perlakuan, untuk mengetahui perubahan kualitas air.
Pengukuran kandungan Pb dilakukan sebanyak 3 kali, yaitu sebelum diberi
perlakuan, kemudian pada hari ke 7 dan 14 setelah diberi perlakuan. Prosedur
pengukuran kandungan logam berat Pb pada biomassa Azolla microphylla, tanah,

Universitas Sumatera Utara

dan air dilakukan berdasarkan pada standar SNI 2354.5:2011 (Badan
Standardisasi Nasional, 2011).
5. Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel untuk pengukuran kandungan Pb dilakukan sebelum
perlakuan diberikan kemudian pada hari ke 7 dan hari ke 14 setelah perlakuan
diberikan. Sampel yang diambil ialah sampel Azolla microphylla sebanyak 20
gram berat basah, air sebanyak 100 ml, dan tanah sebanyak 20 gram berat basah.
6. Perhitungan BCF
Setelah kandungan logam berat dalam biomassa Azolla microphylla, air
dan tanah diketahui, selanjutnya nilai yang didapatkan dimasukkan ke dalam
rumus untuk mendapatkan nilai BCF (Arnot, 2006).
𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵 =

𝐶𝐶𝐶𝐶
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶

BCF

: Bioconcentration Factor

CB

: Konsentrasi bahan kimia pada organisme [ppm]

CWD : Konsentrasi bahan kimia di air [ppm]
Setelah nilai BCF didapatkan, maka dapat dianalisis jumlah Azolla yang
dibutuhkan untuk mengurangi konsentrasi Pb hingga mencapai target yang
ditentukan.
7. Analisis Data
Hasil pengukuran yang didapat kemudian diuji kebenarannya dengan uji
statistik ANOVA dan apabila terdapat perbedaan akan diuji lanjut dengan uji
Beda Nyata Jujur (BNJ). Data kualitas air akan ditampilkan dalam bentuk tabel.

Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil
Kandungan Timbal (Pb) pada Azolla microphylla, Air, dan Tanah
Berdasarkan uji laboratorium terhadap kandungan timbal yang terdapat pada
Azolla microphylla, tanah dan air pada hari H7 didapatkan hasil secara berurut
yaitu 0,2372 ppm, 0,6013 ppm, 0,1557 ppm dengan pemberian timbal pada
konsentrasi 1 ppm, sedangkan pada konsentrasi 5 ppm didapatkan hasil 1,6475
ppm, 2,5764 ppm, dan 0,7440 ppm. Sementara pada hari H14 dengan pemberian
timbal pada konsentrasi 1 ppm, kandungan timbal yang terdapat pada Azolla
microphylla, tanah, dan air secara berurut yaitu, 0,2515 ppm, 0,6109 ppm, dan
0,1174 ppm. Sementara pada pemberian timbal mencapai konsentrasi 5 ppm
memberikan hasil yaitu 1,7679 ppm, 2,5839 ppm, dan 0,6414 ppm (Lampiran 1).
3

2,5839

2,5764

2,5
2

1,7679

1,6475

Azolla

1,5

Tanah

1
0,5
0

0,6013

0,744

0,2372
0,1557
000
0

1

5

H7

0,6109 0,6414

Air

0,2515
0,1174
000
0

1

5

Perlakuan (ppm)

H14
Hari Ke

Gambar 2. Grafik konsentrasi timbal pada Azolla microphylla, tanah, dan air

Universitas Sumatera Utara

Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Perkembangan Biomassa Azolla microphylla
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dengan memberikan perlakuan
tanpa menambahkan Timbal (Pb), dengan menambahkan Timbal 1 ppm, dan 5
ppm pada media tumbuh Azolla microphylla, pengukuran perkembangan
biomassa Azolla microphylla yang dilakukan pada hari H7 dan hari H14
semuanya menunjukkan adanya peningkatan. Namun, pada biomassa Azolla
microphylla yang terpapar timbal, penambahan berat tidak terjadi sebanyak
kontrol. Total berat Azolla microphylla tanpa pemberian timbal pada hari H7 yaitu
105,6 gram, sementara berat Azolla microphylla dengan penambahan timbal 1
ppm yaitu 102,1 gram, dan pada konsentrasi 5 ppm hanya 99,6 gram. Sementara
pada hari H14, total berat biomassa Azolla microphylla tanpa penambahan timbal
sama sekali ialah 153,1 gram, 149,9 gram pada konsentrasi timbal 1 ppm, dan
140,8 gram pada konsentrasi timbal 5 ppm. Kemudian pada pengukuran H28,
berat biomassa Azolla microphylla pada perlakuan kontrol mencapai 209,7 gram,
pada perlakuan pemberian 1 ppm timbal mencapai 210,3 gram, dan pada
perlakuan 5 ppm mencapai 198,5 gram (Lampiran 2).

Universitas Sumatera Utara

250
209,7 210,3
198,5

200
153,1
150
105,6
100

50

149,9

140,8

0 ppm

102,1 99,6

1 ppm
5 ppm

50 50 50

0
H

H7

H14

H28

Hari Ke
Gambar 3. Grafik perkembangan biomassa Azolla microphylla

Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Kualitas Air
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dengan memberikan perlakuan
tanpa menambahkan Timbal (Pb), dengan menambahkan Timbal 1 ppm, dan 5
ppm di air, pengukuran pengaruh Timbal terhadap kualitas air yaitu suhu, DO, dan
pH dilakukan pada hari H7 dan H14. Pengukuran suhu pada hari H7 dan H14
tidak menunjukkan begitu banyak perubahan, suhu berada pada kisaran 28-29 oC.
Begitu juga dengan pH, nilai pH berada pada kisaran 7,0-7,3. Sementara, DO
menunjukkan penurunan hingga 3,9 mg/l, yang awalnya 7,5 mg/l (Lampiran 3).

Universitas Sumatera Utara

29,2

29

29

29

29

29

29

29

28,8
28,6
28,4
28,2
28

0 ppm
28

28

1 ppm

28

5 ppm

27,8
27,6
27,4
H

H7

H14

Hari Ke
Gambar 4. Grafik Suhu pada Media Pengembangan Azolla microphylla

8

7,5 7,5 7,5

7
6

5,4
4,8

5

4,4
3,7

4

3,7 3,6

3

0 ppm
1 ppm
5 ppm

2
1
0
H

H7

H14

Hari Ke
Gambar 5. Grafik DO pada Media Pengembangan Azolla microphylla

Universitas Sumatera Utara

7,4

7,3

7,3
7,3

7,2 7,2

7,2
7,2

7,1 7,1

7,1
7,1
7,0

0 ppm
1 ppm

7,0 7,0 7,0

7,0

5 ppm

7,0
6,9
6,9
H

H7

H14

Hari Ke
Gambar 6. Grafik pH pada Media Pengembangan Azolla microphylla

Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan untuk mencari nilai BCF dengan
membagi kandungan timbal pada Azolla microphylla dengan kandungan timbal di
air, maka didapatkan hasil 2,1419 pada konsentrasi 1 ppm dan 2,7565 pada
konsentrasi 5 ppm (Lampiran 4).

Pembahasan
Kandungan Timbal (Pb) pada Azolla microphylla, Air, dan Tanah
Berdasarkan uji laboratorium terhadap kandungan timbal yang terdapat
pada biomassa Azolla microphylla, tanah dan air pada hari H7 dengan perlakuan
penambahan timbal 1 ppm, masing-masing sampel mengandung timbal sebanyak
antara lain Azolla microphylla 0,2377 ppm, tanah 0,6013 ppm, air 0,1557 ppm.
Kemudian pada hari H14 masing-masing sampel memiliki kandungan timbal
sebanyak antara lain Azolla microphylla 0,2514 ppm, tanah 0,6109 ppm, dan air
0,1174 ppm. Sementara itu, kandungan timbal yang terdapat pada biomassa

Universitas Sumatera Utara

Azolla microphylla, tanah dan air pada hari H7 dengan perlakuan penambahan
timbal 5 ppm, masing-masing sampel mengandung timbal sebanyak antara lain
Azolla microphylla 1,6475 ppm, tanah 2,5764 ppm, air 0,7440 ppm. Kemudian
pada hari H14 masing-masing sampel memiliki kandungan timbal sebanyak antara
lain Azolla microphylla 1,7679 ppm, tanah 2,5839 ppm, dan air 0,6414 ppm. Hasil
uji statistik ANOVA dengan uji lanjut BNJ menunjukkan bahwa pengaruh
konsentrasi timbal sangat nyata terhadap penyerapan Azolla microphylla
(Lampiran 5 dan Lampiran 9), begitu juga pengaruh konsentrasi timbal pada
perlakuan sangat nyata terhadap konsentrasi timbal yang dilarutkan ke dalam air
(Lampiran 6 dan Lampiran 10), dan pengaruh konsentrasi timbal sangat nyata
terhadap penyerapan timbal oleh tanah (Lampiran 7 dan Lampiran 11).
Berdasarkan konsentrasi kandungan timbal yang didapat dari hasil uji
laboratorium tersebut, diketahui bahwa kandungan timbal pada Azolla
microphylla dan tanah mengalami peningkatan pada hari H14 dibanding pada hari
H7, sementara kandungan timbal di air mengalami penurunan. Pada konsentrasi 1
ppm, kandungan timbal pada Azolla microphylla mengalami peningkatan sebesar
0,0143 ppm, dan di tanah mengalami peningkatan sebesar 0,0097 ppm. Sementara
kandungan timbal pada air mengalami penurunan sebesar 0,0383 ppm. Sementara,
pada konsentrasi 5 ppm, kandungan timbal pada Azolla microphylla mengalami
peningkatan sebesar 0,1204 ppm, dan di tanah mengalami peningkatan sebesar
0,0075 ppm. Sementara kandungan timbal pada air mengalami penurunan sebesar
0,1027 ppm
Kemampuan

Azolla

microphylla

dalam

melakukan

bioremediasi

menyebabkan peningkatan kandungan timbal pada biomassa Azolla microphylla.

Universitas Sumatera Utara

Azolla microphylla menyerap timbal dari air sehingga kandungan timbal di air
berkurang (Juhaeti dkk., 2005; Khosravi, 2005). Sementara kandungan timbal di
tanah mengalami peningkatan, hal ini disebabkan sedimentasi timbal di tanah.
Banyaknya sedimentasi timbal di tanah dipengaruhi oleh tekstur tanah. Biddappa
(1981); Elliot dkk. (1986); Harter (1983) diacu oleh McLean dan Bert (1992)
mengemukakan bahwa tanah, tanah mineral, dan tanah organik paling banyak
menyerap timbal di antara beberapa logam berat lain. Hal ini menjelaskan kenapa
timbal banyak yang tersedimentasi di tanah dibandingkan dengan yang larut
dalam air. Semakin sedikitnya timbal yang larut dalam air juga mempengaruhi
konsentrasi timbal yang diserap oleh Azolla microphylla seperti yang tertera pada
Tabel 2 dan Tabel 3. Azolla microphylla menyerap lebih sedikit timbal pada
pemberian timbal konsentrasi 1 ppm dibandingkan dengan konsentrasi 5 ppm.
Pada tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi, timbal akan
terakumulasi di tanah, dan distribusi timbal yang tidak merata di ekosistem dapat
menghalangi fragmen kimia anorganik tanah menyebabkan timbal di tanah
menjadi semakin mudah larut dan lebih siap untuk diserap tumbuhan. (US EPA,
1986 diacu oleh Greene, 1993). Timbal yang tersimpan di tanah dipindahkan ke
lapisan tanah atas pada permukaan tanah, di mana timbal dapat bertahan bertahuntahun bahkan hingga 2000 tahun (Greene, 1993).

Pengaruh Timbal (Pb) terhadap Perkembangan Biomassa Azolla microphylla
Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan terhadap perkembangan
biomassa Azolla microphylla yang dipengaruhi oleh kandungan timbal pada
habitatnya, diketahui bahwa berat biomassa Azolla microphylla mengalami
penurunan jika dibandingkan dengan kontrol. Pengukuran yang dilakukan pada

Universitas Sumatera Utara

hari H7 dengan konsentrasi timbal 1 ppm, berat biomassa Azolla microphylla
3,3% lebih sedikit dibandingkan kontrol, dan dengan konsentrasi 5 ppm beratnya
5,6% lebih sedikit dibandingkan kontrol. Sementara pada hari H14 berat biomassa
Azolla microphylla dengan konsentrasi 1 ppm mengalami pengurangan sebesar
2,1% dibanding kontrol, dan dengan konsentrasi 5 ppm 8% lebih sedikit
dibandingkan kontrol. Berdasarkan uji statistik ANOVA dengan uji lanjut BNJ
terlihat bahwa perkembangan Azolla microphylla yang paling terhambat ialah
pada konsentrasi 5 ppm, pengaruh konsentrasi timbal sangat nyata terhadap
perkembangan biomassa Azolla microphylla (Lampiran 8 dan Lampiran 12).
Penelitian yang dilakukan oleh Karimi dkk., (2013) pada tanaman Vicia
faba dan Brassica arvensis, Bharwana dkk. (2013) pada pembibitan cotton, Singh
dkk. (2013) pada tumbuhan air Hydrilla verticillata memaparkan bahwa
tumbuhan dapat hidup pada media yang terpapar timbal, tetapi mengalami
hambatan untuk berkembang. Menurut Karimi dkk. (2013) hal ini diduga terjadi
karena tidak seimbangnya nutrisi yang tersedia menyebabkan unsur logam berat
lebih banyak terakumulasi pada jaringan tumbuhan sehingga kemampuan
tumbuhan untuk menyerap nutrisi berkurang.
Xu dan Shi (2000) diacu oleh Cheng (2003) menjelaskan bahwa akumulasi
unsur logam berat non-essensial bagi tumbuhan seperti Pb dalam jumlah banyak
akan berdampak negatif pada penyerapan dan pemindahan unsur esensial,
mengganggu metabolisme, dan mempengaruhi pertumbuhan dan reproduksi.
Namun, Zhang dkk. (1999) diacu oleh Cheng (2003) menerangkan bahwa
ketersediaan logam berat dengan dosis rendah dan tinggi dapat memperlihatkan
efek yang berlawanan pada aktifitas fisiologi tumbuhan. Secara prosedur, aktifitas

Universitas Sumatera Utara

fisiologi dan biokimia tumbuhan meningkat menghasilkan produk metabolisme
dalam jumlah banyak seperti glutathione (GSH), asam oksalat (oxalic acid),
histidin, sitrat, dan protein pengikat logam untuk mengikat logam berat dan
mendetoksifikasinya.

Pengaruh Keberadaan Timbal (Pb) terhadap Kualitas Air
Berdasarkan pengukuran kualitas air yang dilakukan pada media tumbuh
Azolla microphylla, pengukuran kualitas air pada parameter suhu, DO, dan pH,
diketahui bahwa nilai DO terendah terdapat pada konsentrasi timbal 5 ppm, pada
hari H7 maupun H14. Sementara pH tertinggi pada perlakuan pemberian timbal 5
ppm pada hari H14 yaitu 7,3. Pemberian timbal pada konsentrasi 1 dan 5 ppm
tidak begitu berdampak pada nilai pH. Namun, keberadaan logam berat di air
mempengaruhi dampak yang nyata terhadap kandungan DO di air. Penelitian yang
dilakukan oleh Abumourad dkk. (2013) menunjukkan bahwa konsentrasi timbal di
suatu perairan menunjukkan korelasi yang bertolak belakang dengan konsentrasi
DO dan tidak ada perbedaan yang signifikan terhadap nilai pH dan temperatur.
pH merupakan faktor yang mempengaruhi dalam pembentukan spesies
logam, kelarutan, transportasi, dan ketersediaan biologis logam dalam larutan air.
Logam terlarut lebih berpotensi menjadi tersedia untuk berikatan pada proses
biologi ketika pH menurun (Salomons, 1995 diacu oleh John dan Joel, 1996; Tak
dkk., 2013).
Laju reaksi kimia sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu (Elder, 1989
diacu oleh John dan Joel 1996). Peningkatan suhu 10 oC dapat meningkatkan laju
reaksi biokimia menjadi dua kali lipat. Suhu juga dapat mempengaruhi jumlah

Universitas Sumatera Utara

penyerapan logam oleh organisme karena laju proses biologis yang meningkat
ketika suhu meningkat (Luoma, 1983; Prosi, 1989 diacu oleh John dan Joel 1996).
Konsentrasi DO dalam air memberikan efek pada kelarutan logam yang
mengendalikan potensi redoks. Biasanya, potensi redoks semakin tinggi seiring
dengan meningkatnya konsentrasi DO dan kelarutan logam ke dalam air menjadi
lebih besar, kecuali untuk besi dan mangan. Sebaliknya ketika DO menurun maka
potensi redoks menjadi semakin kecil sehingga kelarutan logam menjadi rendah
dan menyebabkan logam tersedimentasi (Tayab, 1991).

Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Berdasarkan perhitungan BCF, diketahui bahwa nilai BCF pada hari H7
dengan konsentrasi timbal 1 ppm yaitu 0,2372 dan dengan konsentrasi 5 ppm
bernilai 0,3295. Sementara pada hari H14 dengan konsentrasi timbal 1 ppm
bernil