Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Kadar Klorofil Daun Mahoni Swietenia macrophylla pada beberapa lokasi di kota Medan.

i BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Agustus 2015 sampai bulan Februari 2016 di Laboratorium Fisiologi dan Kultur Jaringan Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Imu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara dan Balai Riset dan Standarisasi Industri, Medan.

3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan, spektrofotometer Spectronic 20D, mikroskop digital Zeiss Primo Star, AAS ASC 7000, tanur, mortar, labu erlenmeyer, labu ukur, cuvet, propipet, pipet volum, pHmeter, thermometer , dan lux meter. Bahanyang digunakan adalah bahan daun Mahoni Swietenia macrophylla , aceton 80, HNO 3 pekat, kertas saring, gelas objek, gelas penutup, cutex bening, tisu dan isolasi bening. 3.3 Prosedur Kerja 3.3.1 Pengambilan Sampel Pengambilan sampel bersifat purposive sampling, yang diambil dari 4 lokasi yang berbeda berdasarkan tingkat kepadatan aktivitas di lingkungan pertumbuhan pohon Mahoni Swietenia macrophylla, yaitu Bumi Perkemahan Sibolangit sebagai kontrol, Hutan Tri Dharma Universitas Sumatera Utara dengan tingkat aktivitas sedang, Jl HM Yamin dengan tingkat aktivitas tinggi dan Kawasan Industri Medan 1 dengan tingkat aktivitas sangat tinggi. Untuk pengambilan sampel daun dari setiap lokasi maka dipilih 4 pohon Mahoni Swietenia macrophylla dan dari setiap pohon diambil 9 sampel daun untuk dianalisis. Daun yang diambil adalah yang terletak pada lapisan ranting bawah 3 helai daun, lapisan ranting tengah 3 helai daun dan lapisan atas 3 helai Universitas Sumatera Utara i daun, daun yang diambil yang berwarna hijau tua. Kemudian hasil yang didapat dirata-ratakan.

3.3.2 Penetuan Kadar Klorofil

Pengukuran kadar klorofil total dilakukan dengan cara menimbang sampel daun segar sebanyak 1 gram dipotong-potong, ditambah aseton 80 dan digerus dengan mortar. Filtrat disaring dan dimasukkan kedalam labu takar 100 mL. Sisa filtrat ditambah dengan aseton 80, digerus dan disaring kembali daun mahoni yang tersisa. Ditambahkan pelarut yang sama sehingga larutan menjadi 100 mL. Larutan yang diperoleh dimasukkan pada tabung cuvet spektrofotometersampai garis batas yang ditentukan. Absorbansi diukur dengan menggunakan optical density menggunakan pelarut aseton 80 dan mengukur absorbansi A larutan klorofil pada panjang gelombang λ = 663 dan 645. Kandungan klorofil total dihitung dengan rumus pelarut aseton 80 Arnon, 1949; Klorofil a : 12,7 A 663 – 2,69A 645 mgL x Faktor Pengenceran Klorofil b : 22,9 A 645 – 4,68 A 663 mgL x Faktor Pengenceran Total klorofil : 20,2 A 645 + 80,2 A 663 mgL x Faktor Pengenceran Mulai pengambilan sampel sampai analisis kadar klorofil dengan spektrofotometer dapat dilihat pada Gambar 2 Lampiran 4 Halaman 33.

3.3.3 Kerapatan Stomata

Metode pembuatan preparat untuk mengukur kerapatan stomata adalah metode replika Haryanti, 2010, yaitu diambil sampel daun, dibersihkan permukaan atas dan bawahnya dengan dilap menggunakan tisu untuk menghilangkan debukotoran. Permukaan daun yang sudah bersih, diolesi dengan kutek dan dibiarkan selama 5 menit, hingga kering. Olesan yang sudah kering ditempeli isolasi dan diratakan. Isolasi dikelupasdiambil pelan-pelan, lalu tempelkan pada gelas benda. Diratakan dan diberi label pada sebelah kiri dengan keterangan tanamannya. Pengamatan jumlah stomata per bidang pandang Universitas Sumatera Utara i menggunakan mikroskop digital dengan perbesaran yang sama 10x. Kemudian kerapatan stomata dihitung dengan Rumus: Kerapatan Stomata= Luas Bidang Pandang Jumlah Stomata Mulai dari pengambilan sampel sampai pengamatan stomata dapat dilihat pada Gambar 3 Lampiran 5 Halaman 34.

3.3.4 Data Kandungan Timbal

Pengukuran timbal yang terkandung dalam daun mahoni dilakukan di Baristand Medan. Ditimbang 2 gram sampel daun, di abukan dalam tanur 550 C, dipindahkan abu dalam gelas beaker 250 mL, ditambahkan 30 mL HNO 3 pekat, dipanaskan hingga larutan tersisa 10 mL, dimasukkan kedalam labu ukur 100 mL, kemudian dibaca dengan AAS Gambar 4 Lampiran 6 Halaman 35. Kandungan timbal Pb diukur dengan rumus:Pb = W c x 100 Ket: w = Berat Sampel g c = Pembacaan AAS ppm 100 = Volume labu takar terakhir mL

3.3.5 Data Pengamatan Aktivitas Kendaraan Bermotor

Pengamatan dilakukan terhadap jumlah kendaraan yang ada disetiap lokasi selama 1 jam, yaitu 1 jam pada pagi hari pukul 08:00 – pukul 09:00, 1 jam pada siang hari pukul 14:00 – 15:00, serta 1 jam pada sore hari yaitu pukul 17:00 – 18:00 dan dilakukan selama 3 hari dalam seminggu. Data yang diperoleh dirata - ratakan. Lokasi penelitian dan aktivitas kendaraan bermotor dapat dilihat pada Gambar 1 Lampiran 3 Halaman 32.

3.3.6 Data Lingkungan Fisik

Data lingkungan fisik yang akan diukur adalah suhu udara lokasi dengan menggunakan thermometer, intensitas cahaya dengan menggunakan lux meter, dan pH tanah dengan menggunakan pH meter. Universitas Sumatera Utara i BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Akumulasi Timbal Pb pada Daun Mahoni Swietenia macrophylla dan Intensitas Kendaraan pada beberapa lokasi di kota Medan. Hasil pengukuran timbal dari beberapa lokasi di kota Medan menunjukkan bahwa akumulasi timbal tertinggi didapatkan dari daun Mahoni yang berasal dari Jalan HM Yamin yaitu sebesar 4,25 mgL, selanjutnya akumulasi timbal daun Mahoni dari Kawasan Industri Medan 1 yaitu 3,48 mgL, diikuti dengan akumulasi timbal dari Hutan Tridharma Universitas Sumatera Utara yaitu 3,44 mgL dan akumulasi timbal terendah terdapat pada daun Mahoni yang berasal dari Bumi Perkemahan Sibolangit. Perbedaan kandungan timbal Pb pada daun Mahoni mungkin disebabkan oleh perbedaan aktivitas kendaraan bermotor dan industri pada masing-masing lokasi. Menurut Palar 1994 dalam Aminarti 2013 sekitar 80- 90 Pb diudara berasal dari pembakaran bensin dan tidak sama antara satu tempat dengan tempat lainnya karena tergantung dari kepadatan kendaraan bermotor. Tabel4.1. Kadar Timbal Pb daun Mahonidan intensitas kendaraan bermotor dari beberapa lokasi di kota Medan No Lokasi Timbal mgL Rata-Rata Jumlah Kendaraan Bermotor Perjam 1. Jl HM Yamin 4,25 3410,89 2. KIM 1 3,48 1697,89 3. Hutan Tridharma Kampus USU 3,44 1056 4. Bumi Perkemahan Sibolangit 3,11 20,11 Kandungan timbal tertinggi terdapat pada daun Mahoniyang berasal dari Jl HM Yamin yaitu 4,25mgL hal ini sesuai dengan intensitas kendaraan di jalan tersebut yang lebih padat dibandingkan intensitas kendaraan di lokasi lainnya.Jumlah kendaraan bermotor yang melalui Jl HM Yamin memiliki rata- Universitas Sumatera Utara i rata 3410,6jam, hal inidisebabkan Jl HM Yamin merupakan jalan lintas dalam kota yang menghubungkan dengan jalan-jalan penting lainnya di kota Medan, selain itu dijalan ini juga terdapat banyak fasilitas publik seperti Rumah sakit Pringadi, Pasar Tradisional dan Kawasan Polisi sehingga banyak kendaraan yang lewat baik roda dua maupun roda empat. Menurut Sunarya et al. 1991 kandungan Pb lebih banyak ditemukan pada tanaman tepi jalan yang padat kendaraan bermotor dibandingkan dengan kandungan Pb pada tanaman sejenis dari lokasi yang jauh daripinggir jalan. Kandungan Pb di sekitar jalan raya atau kawasan perkotaan juga sangat tergantung pada kepadatan lalu lintas, jarak terhadap jalan raya, arah dan kecepatan angin, cara mengendarai, dan kecepatan kendaraan Parsa, 2001. Kawasan Industri Medan 1 yang merupakan kawasan pabrik yang dilalui oleh kendaraan pabrik untuk mengangkut bahan baku produksi dan hasil produksi, dan juga dilalui oleh kendaraan bermotor karyawan pabrik tersebut selain itu kawasan ini juga sering dijadikan sebagai jalan pintas oleh masyarakat sekitar untuk mempersingkat waktu perjalanan dan menghindari kemacetan sehingga intensitas kendaraan yang melalui jalan ini cukup padat rata-rata 1697,89jam. Hal itu tidak jauh berbeda dengan Intensitas kedaraan yang melalui Hutan Tridharma Universitas Sumatera Utara yaitu rata-rata 1056jam. Hutan Tridharma terletak didalam kawasan Universitas Sumatera Utara dan berada di tepi Jl Tridharma yang merupakan salah satu jalan lintas yang dilalui mahasiswa untuk mencapai kampusnya selain itu seperti Kawasan Industri Medan, jalan di Universitas Sumatera Utara juga sering digunakan sebagai jalan pintas masyarakat setempat untuk memotong kemacetan yang sering terjadi di Jl Dr. Mansyur dan untuk mempersingkat jarak tempuh. Sehingga kandungan timbal daun Mahoni yang berasal dari kedua lokasi ini tidak terlalu berbeda jauh yaitu 3,48 mgL dan 3,44 mgL hal ini sesuai dengan intensitas kendaraan yang melalui kedua lokasi tersebut. Dari pemaparan di atas dapat diketahui adanya keterkaitan yang sangat erat antara kadar Pb dalam daun Mahoni dengan intensitas kendaraan bermotor, hal ini mungkin di karenakan kendaraan bermotor menghasilkan logam berat, sehingga semakin tinggi intensitasnya semakin tinggi pula logam berat dalam hal Universitas Sumatera Utara i ini timbal Pb yang di hasilkan.Menurut Palar 1994 dalam Aminarti 2013 emisi Pb yang masuk ke dalam atmosfir bumi dapat berbentuk gas dan partikel, emisi Pb dalam bentuk gas terutama berasal dari buangan gas kendaraan bermotor. Emisi tersebut merupakan hasil samping pembakaran yang terjadi dalam mesin-mesin kendaraan yang berasal dari senyawa tetrametyl Pb dan tetraethyl Pb yang selalu ditambahkan dalam bahan bakar kendaraan bermotor yang berfungsi sebagai antiknock pada mesin-mesin kendaraan. Masuknya Pb dalam peristiwa pembakaran pada mesin akan menyebabkan jumlah Pb yang dibuang ke udara melalui asap buangan kendaraan menjadi sangat tinggi. Kemudian Pb yang ada di udara tersebut masuk kedalam jaringan daun tumbuhan melalui stomata sehingga jika kadar timbal diudara tinggi akibat intensitas kendaraan yang padat maka kandungan timbal dalam daun juga akan tinggi karena menurutDahlan 1989 mekanisme masuknya partikel Pb ke dalam jaringan daun yaitu melalui stomata daun yang berukuran besar dan ukuruan partikel Pb lebih kecil, sehingga Pb dengan mudah masuk kedalam jaringan daun melalui proses penjerapan pasif. 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. Selain itu, perbedaan kandungan timbal pada daun Mahoni dari masing- masing lokasi juga dipengaruhi oleh bentuk kimiawi Pb yang ada di udara seperti yang dikemukakan oleh Lubis dan Heny 2002 dalam Aminarti 2013 yang menyatakan bahwa kemampuan tanaman menyerap Pb dari udara dipengaruhi oleh bentuk kimiawi Pb, senyawa Pb dapat diserap melalui proses adsorpsi maupun absorpsi. Pada proses adsorpsi Pb yang terlepas dari kendaraan bermotor hanya melekat pada bagian permukaanakar gantung, daun maupun batang, adsorpsi timbal pada komponen tanaman ini hanya berdasarkan interaksi senyawa timbal dengan komponen tanaman kohesi. Jika terkena air hujan timbal dalam bentuk garam halida akan terlepas dari komponen tanaman tersebut dibandingkan dengan bentuk oksida. Pada proses absorpsi timbal akan masuk dan terserap ke dalam jaringan tanaman melalui akar gantung maupun stomata daun, timbal yang terabsorpsi tidak dapat terlepas dari jaringan tersebut. Universitas Sumatera Utara i Adapun kandungan timbal pada daun Mahoni yang berasal dari Bumi Perkemahan Sibolangit yaitu sebesar 3,11 mgL cukup tinggi jika dilihat intensitas kendaraan yang melalui jalan ini sangat rendah yaitu hanya 20,11jam. Diduga kandungan timbal yang cukup tinggi pada lokasi ini berasal dari erupsi gunung Sinabung, menurut Satolom 2013 keberadaan logam berat di lingkungan berasal dari dua sumber yaitu dari alam vulkanik dan antropogenik aktivitas manusia. Pada saat penelitian berlangsung gunung Sinabung sedang mengalami erupsi dan lokasi penelitian cukup dekat dengan gunung tersebut sehingga kemungkinan besar logam berat hasil erupsi dibawa oleh angin menuju lokasi kemudian masuk kedalam daun, menurut Dahlan 1989 Partikel Pb yang menempel pada permukaan daun berasal dari tumbukan akibat turbulensi angin, mekanisme masuknya partikel Pb ke dalam jaringan daun yaitu melalui stomata daun yang berukuran besar dan ukuruan partikel Pb lebih kecil, berdasarkan data pengamatan kerapatan stomata di lokasi tersebut dapat dilihat pada Lampiran 1 Halaman 30 menunjukkan bahwa kerapatan stomata di lokasi ini cukup tinggi, menurut Megia 2015 Semakin tinggi kerapatan stomata suatu tanaman, semakin tinggi pula kemampuan tanaman tersebut menyerap logam berat atau partikel di udara.

4.2 Kadar Klorofil Daun Mahoni Swietenia macrophylla pada beberapa lokasi di kota Medan.

Gambar4.1. Kadar Klorofil pada daun Mahoni dari beberapa lokasi di kota Medan 5 10 15 20 25 Jl HM Yamin KIM 1 Tri Dharma Bumi Perkemahan Sibolangit K ad ar K lor of il m g L Lokasi Penelitian Kadar Klorofil Total Kadar Klorofil a Kadar Klorofil b Universitas Sumatera Utara i Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa hasil pengukuran kadar klorofil total daun Mahoni dari yang tertinggi ke yang terendah yaitu Kawasan Industri Medan 1 23,41 mgL, Jl HM Yamin 19,95 mgL, Bumi Perkemahan Sibolangit 14,57 mgL, dan Hutan Tridharma 12,90 mgL, diketahui kadar klorofil dari masing-masing lokasi berbeda hal ini mungkin dikarenakan kedaan masing- masing lokasi tempat Mahoni tumbuh memiliki keadaan lingkungan fisik yang cukup berbeda dapat dilihat pada Lampiran 2 Halaman. Menurut Sumenda et al., 2011 faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain gen, cahaya, dan unsur N, Mg, dan Fe sebagai pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil. Sedangkan menurut Kramer dan Kozlowsky 1960 proses pembentukan klorofil dipengaruhi oleh banyak faktor. Baik itu faktor dari dalam tubuh tumbuhan maupun dari luar yaitu lingkungan. Faktor lingkungan utama yang mempengaruhi pembentukan klorofil adalah cahaya, suhu, mineral-mineral dan air. Hasil pengukuran lingkungan fisik yang mencakup intensitas cahaya dan suhu dari Kawasan Industri Medan 1 dan Bumi perkemahan Sibolangit sangat berbeda dapat dilihat pada Lampiran 2 Halaman 31, intensitas cahaya dan suhu di Kawasan Industri Medan 1 lebih tinggi dibandingkan intensitas cahaya dan suhu Bumi Perkemahan Sibolangit sedangkan pH pada kedua lokasi tersebut sama. Hal ini menunjukkan perbedaan klorofil total daun mahoni pada kedua lokasi penelitian lebih dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan suhu. Karena intensitas cahaya dan suhu di kawasan Industri Medan 1 lebih tinggi maka kadar klorofil total daun mahoni cenderung lebih tinggi dibandingkan lokasi lainnya. Temperatur antara 3 o C – 48 o C merupakan kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan tanaman. Akan tetapi, temperatur yang paling baik untuk pembentukan klorofil adalah 26 o C – 30 o C Dwidjoseputro, 1983. Unsur radiasi matahari yang penting bagitanaman ialah intensitas cahaya, kualitas cahaya,dan lamanya penyinaran. Bila intensitas cahaya yang diterima rendah, maka jumlah cahaya yang diterima oleh setiap luasan permukaan daun dalam jangka waktu tertentu rendah Gardner et al., 1991. Molekul klorofil adalah suatu derivat porfirin yang mempunyai struktur tetrapirol siklis dengan Universitas Sumatera Utara i satu cincin pirol yang sebagian tereduksi. Inti tetrapirol mengandung atom Mg non-ionik yang diikat oleh dua ikatan kovalen, dan memiliki rantai samping. Sintesis klorofil terjadi melalui fotoreduksi protoklorofilid menjadi klorofilid a dan diikuti dengan esterifikasi fitol untuk membentuk klorofil a yang dikatalisis enzim klorofilase. Perubahan protoklorofilid menjadi klorofilid a pada tumbuhan angiospermae mutlak membutuhkan cahaya. Selanjutnya klorofil jenis yang lain disintesis dari klorofil a Pandey dan Sinha 1979. Jika tumbuhan kekurangan cahaya, kadar klorofilnya juga akan berkurang. Adapun klorofil a dan klorofil b daun Mahoni dari masing-masing lokasi tidak mengalami perbedaan yang jauh hal ini mungkin dikarenakan klorofil a dan klorofil b mempunyai hubungan yang erat, Suharja dan Sutarno 2009, mengemukakan bahwa hasil analisis korelasi antara klorofil a, klorofil b dan klorofil total adalah klorofil a berhubungan positif dengan klorofil b dan klorofil total daun serta berhubungan positif dengan bobot segar tanaman cabai. Peningkatan klorofil a akan meningkatkan klorofil b, klorofil total daun serta bobot segar tanaman. Hal ini dapat dipahami karena klorofil a merupakan prekursor bagi klorofil b, sementara itu klorofil a dan b merupakan komponen penyusun klorofil total daun, dan sekaligus bagian dari bobot segar tanaman. Gambar4.2.Kadar Klorofil dan Kadar timbal Pb pada daun Mahoni dari beberapa lokasi di kota Medan Dari gambar diatas diketahui bahwa tidak terdapat pola yang menunjukkan ada kaitan antara kandungan timbal pada daun Mahoni dan kadar klorofil daun Mahoni. Pada kawasan industri Medan 1 yang memiliki aktivitas kendaraan 5 10 15 20 25 Jl HM Yamin KIM 1 Tri Dharma Bumi Perkemahan Sibolangit K ad ar K lor of il m g L Lokasi Penelitian Kadar Timbal Kadar Klorofil Total Kadar Klorofil a Kadar Klorofil b Universitas Sumatera Utara i bermotor cukup padat dan kandungan timbal cukup tinggi dapat dilihat pada tabel 1 tetapi memiliki kadar klorofil total yang paling tinggi. Menurut Sunarya et al. 1991 batas toksisitas logam berat timah hitam Pb pada daun tanaman tingkat tinggi adalah 1000 ppm. Kandungan Pb daun Mahoni dari beberapa lokasi dikota Medan berkisar antara 3,11-4,25 mgL ppm tidak mencapai 1000 ppm. Hal ini berarti kandungan Pb pada daun Mahoni dari beberapa lokasi dikota Medan belum melampaui ambang batas toksisitasnya terhadap tanaman. Masuknya partikel timbal kedalam jaringan daun bukan karena timbal diperlukan tanaman, tetapi hanya sebagai akibat ukuran stomata daun yang cukup besar dan ukuran partikel timbal yang relatif kecil dibanding ukuran stomata. Timbal masuk ke dalam tanaman melalui proses penyerapan pasif. Timbal setelah masuk kedalam sistem tanaman akan diikat oleh membran-membran sel, mitokondria dan kloroplas yang kemudian akan menyebabkan penurunan kemampuan tanaman dalam menyerap air, pertumbuhan yang lambat, dan pembukaan stomata yang tidak sempurna Widiriani, 1996 dalam Siregar, 2005.

4.3 Kerapatan StomataDaun Mahoni Swietenia macrophylla pada beberapa lokasi di kota Medan.