STUDI PERBANDINGAN KEMAMPUAN Skeletonema sp. DAN Chaetoceros sp. SEBAGAI AGEN BIOREMEDIASI (FITO-AKUMULASI) TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) Repository - UNAIR REPOSITORY

  SKRIPSI STUDI PERBANDINGAN KEMAMPUAN Skeletonema sp. DAN Chaetoceros sp. SEBAGAI AGEN BIOREMEDIASI

  (FITO-AKUMULASI) TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

  Oleh:

  DITA WISUDYAWATI SURABAYA - JAWA TIMUR FAKULTAS PERIKANAN DAN KELAUTAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2014

  SKRIPSI STUDI PERBANDINGAN KEMAMPUAN Skeletonema sp. DAN Chaetoceros sp. SEBAGAI AGEN BIOREMEDIASI

  (FITO-AKUMULASI) TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan pada Program Studi Budidaya Perairan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga

  Oleh :

DITA WISUDYAWATI NIM. 141011052

  Menyetujui, Komisi Pembimbing

  Pembimbing Utama Pembimbing Serta Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D.

  NIP. 19690912 199702 2 001 NIP. 19700116 199503 1 002

  SKRIPSI STUDI PERBANDINGAN KEMAMPUAN Skeletonema sp. DAN Chaetoceros sp. SEBAGAI AGEN BIOREMEDIASI

  (FITO-AKUMULASI) TERHADAP LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

  Oleh :

DITA WISUDYAWATI NIM. 141011052

  Telah diujikan pada Tanggal : 25 Juni 2014 KOMISI PENGUJI SKRIPSI Ketua : Boedi Setya Rahardja, Ir., MP.

  Anggota : Abdul Manan, S.Pi., M.Si.

  Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D.

  Surabaya, 11 Juli 2014 Fakultas Perikanan dan Kelautan

  Universitas Airlangga Dekan, Prof. Dr. Hj. Sri Subekti, drh., DEA.

  NIP. 19520517 197803 2 001

  RINGKASAN DITA WISUDYAWATI. Studi Perbandingan Kemampuan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. sebagai Agen Bioremediasi (Fito-Akumulasi) terhadap Logam Berat Timbal (Pb). Dosen Pembimbing Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. dan Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D.

   Logam berat adalah jenis bahan pencemar yang berbahaya, bersifat toksik

  dan dapat mengakibatkan kondisi lingkungan menjadi buruk serta berpengaruh pada sumberdaya hayati perairan karena sifat logam berat yang akumulatif pada tubuh biota. Adanya fenomena alam misalnya erosi dan banjir, atau akibat perbuatan manusia seperti pembuangan limbah ke perairan, dapat mempengaruhi konsentrasi terlarut bahan-bahan tertentu seperti logam berat timbal. Logam berat berbahaya terhadap organisme dan kesehatan manusia. Salah satu upaya mengatasi pencemaran logam berat timbal di perairan adalah bioremediasi.

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kemampuan

  Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. sebagai agen bioremediasi terhadap logam

  Rancangan Acak Lengkap (RAL) sebagai rancangan percobaan. Perlakuan yang digunakan adalah A (Skeletonema sp. 0 ppm), B (Chaetoceros sp. 0 ppm), C (Skeletonema sp. 0,9 ppm) dan D (Chaetoceros sp. 0,9 ppm) masing-masing perlakuan diulang sebanyak 5 kali. Parameter utama yang diamati adalah kandungan logam berat timbal (Pb) pada media kultur dan kepadatan fitoplankton. Parameter penunjang yang diamati adalah kualitas air yang terdiri dari suhu, salinitas, pH dan DO (dissolved oxygen).

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. memiliki kemampuan menyerap logam berat timbal (Pb) sehingga dapat digunakan sebagai agen bioremediasi terhadap logam berat timbal (Pb).

  Kemampuan Skeletonema sp. lebih tinggi (96%) dari pada Chaetoceros sp. (38%). Perlakuan timbal (Pb) dengan konsentrasi 0,9 ppm dapat menurunkan pertumbuhan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. Kualitas air selama penelitian adalah suhu 28

  C, salinitas 24 – 33 – 35 ppt, pH 8 – 9 dan DO 5 mg/L.

  SUMMARY DITA WISUDYAWATI. Comparison Study of Skeletonema sp. and Chaetoceros sp. Abilities as Bioremediation (Phyto-Accumulation) Agent of Lead (Pb). Academic Advisors Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. and Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D.

  Heavy metal is a kind of pollutant that is dangerous, toxic and able to make the environment condition harmful and affect to the aquatic creatures of water because the characteristic of heavy metal is able to be accumulated inside the creatures. The existence of phenomenon such as flood or human errors such as litter waste to the water, can affect the concentration of suspension materials such as lead. Heavy metal is harmful for organisms and human health. One of efforts to handle heavy metal pollution in water is bioremediation.

  This research aimed to understand the abilities comparison of Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. as bioremediation agent of lead (Pb). Research method was experimental research with Random Complete Design as the research design. The treatments were A (Skeletonema sp. 0 ppm), B (Chaetoceros sp. 0 ppm), C (Skeletonema sp. 0.9 ppm) and D (Chaetoceros sp. 0.9 ppm) each treatment was repeated for 5 times. The main parameter which was observed was the content of lead (Pb) in culture media and the density of phytoplanktons. The supported parameters which were observed were water qualities namely temperature, salinity, pH and dissolved oxygen (DO).

  The result of research showed that Skeletonema sp. and Chaetoceros sp. had ability to absorb lead (Pb) therefore could be used as bioremediation agent of lead (Pb). The ability of Skeletonema sp. (96%) was higher than Chaetoceros sp.

  (38%). Lead (Pb) treatment with the concentration of 0.9 ppm could decrease the growth of Skeletonema sp. and Chaetoceros sp. Water qualities of this research were temperature 28

  C, salinity 24 – 33 – 35 ppt, pH 8 – 9 and DO 5 mg/L.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi tentang Studi Perbandingan Kemampuan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. sebagai Agen Bioremediasi (Fito-Akumulasi) terhadap Logam Berat Timbal (Pb). Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Program Studi Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga Surabaya.

  Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih belum sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dan kesempurnaan Skripsi ini lebih lanjut. Akhirnya penulis berharap semoga Karya Ilmiah ini bermanfaat dan dapat memberikan informasi kepada semua pihak, khususnya bagi Mahasiswa Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga Surabaya guna kemajuan serta perkembangan ilmu dan teknologi dalam bidang perikanan, terutama budidaya perairan.

  Surabaya, 22 Mei 2014 Penulis

UCAPAN TERIMA KASIH

  Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini banyak melibatkan orang-orang yang sangat berjasa bagi penulis. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat serta ucapan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :

  1. Ibu Prof. Dr. Hj. Sri Subekti, drh., DEA. selaku Dekan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga.

  2. Bapak Prof. Dr. Hari Suprapto, Ir., M.Agr, selaku Dosen Wali yang telah membimbing dan mengarahkan dalam hal akademik selama menjadi mahasiswa Budidaya Perairan.

  3. Ibu Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. dan Bapak Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D., selaku pembimbing Skripsi atas bimbingannya dalam penyelesaian Skripsi ini.

  4. Bapak Boedi Setya Rahardja, Ir., MP., Bapak Sapto Andriyono, S.Pi., MT., dan Bapak Abdul Manan, S.Pi., M.Si. selaku Dosen Penguji Skripsi 5. Bapak Agustono Ir., M.Kes. selaku koordinator Skripsi.

  6. Orang tua tersayang, Ayah Aditya Afianto dan Mama Wiwik Herawaty serta Adik Yunita Anggraini yang selalu memberikan doa dan dukungan baik secara moril maupun materi.

  7. Seluruh staff pengajar Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga yang mungkin tidak bisa disebutkan satu per satu. Terima kasih atas segala ilmu yang telah Bapak dan Ibu berikan selama ini.

  8. Bapak Sigit, Bapak Slamet, Bapak Darto, Mbak Irma, Mbak Dini, Mbak Nita dan seluruh staff kependidikan dan kemahasiswaan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga atas segala bantuannya.

  9. Perpustakaan Pusat Universitas Airlangga dan seluruh staff perpustakaan.

  10. Perpustakaan Pusat Universitas Brawijaya Malang.

  11. Bapak Hadi selaku laboran Laboratorium Ekotoksikologi Teknik Lingkungan ITS dan seluruh staff laboratorium.

  12. Ibu Sus selaku laboran Laboratorium Pakan Alami BBAP Situbondo dan Ibu Nur selaku laboran Laboratorium Pakan Alami BBPBAP Jepara serta seluruh staff laboratorium.

  13. Bapak Tahta selaku laboran Perum Jasa Tirta I Malang serta seluruh staff laboratorium dan administrasi.

  14. Bapak Santoso selaku laboran Balai Besar Laboratorium Kesehatan Surabaya serta seluruh staff laboratorium dan administrasi.

  15. Staff pengajar Fakultas Kedokteran Hewan dan staff pengajar Jurusan Biologi serta Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

  16. Teman dan sahabat terdekat saya: Siti Arifah, Rikky Leonard, Ardhito Himawan, Slamet Andriawan, Andy Pramana, Gantheng Wicaksono, Dyo Maliki Hakim, Ayu Lana N., Kiki Syaputri, Ully Tria P., Lingga Danu F., Rachmat Santoso, R. Ahmad B, Rizky Fadila, Binti Rumiyati, Dyah Ayu U., Gantri G., Deriva Kalsasin, Indra Mahardika, Suci Dwi P.A., Hutami M, Seta Praba, Didya S., Mega P., Farah S.D., Ajeng K., Harini C.P., Reza Septian, Akbar Falah, M. Syaiful R., Mbak Hesty, Mbak Mami, Mbak Alvia, Mbak Yoyo, Mas Antok, Mas Sulung, Mas Farid, Dek Merdeka, Dek Firda, Emma dan Ika (FST), Firda, Lady dan Febi (UB), atas bantuan dalam hal info, data, pengoreksian dan telah banyak menerima keluh kesah serta memberikan saran dan kontribusi yang baik selama kegiatan Skripsi.

  17. Teman-teman seperjuangan di Budidaya Perairan angkatan 2010 (PIRANHA) yang selalu memberikan dukungan dan semangat yang tiada henti.

  18. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Skripsi.

  DAFTAR ISI Halaman

  RINGKASAN ..................................................................................... iv SUMMARY ........................................................................................ v KATA PENGANTAR ........................................................................ vi UCAPAN TERIMA KASIH ............................................................... vii DAFTAR ISI ........................................................................................ ix DAFTAR TABEL ............................................................................... xii DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................... xiv I PENDAHULUAN .......................................................................

  1 1.1 Latar Belakang .......................................................................

  1 1.2 Perumusan Masalah ...............................................................

  3 1.3 Tujuan ....................................................................................

  4 1.4 Manfaat ..................................................................................

  4 II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................

  5 2.1 Skeletonema sp .......................................................................

  5 2.1.1 Klasifikasi Skeletonema sp ...........................................

  5 2.1.2 Morfologi Skeletonema sp ............................................

  5 2.1.3 Habitat Skeletonema sp .................................................

  6 2.1.4 Kandungan Skeletonema sp. .........................................

  6 2.2 Chaetoceros sp .......................................................................

  6 2.2.1 Klasifikasi Chaetoceros sp ...........................................

  6 2.2.2 Morfologi Chaetoceros sp ............................................

  7 2.2.3 Habitat Chaetoceros sp .................................................

  8 2.2.4 Kandungan Chaetoceros sp ..........................................

  8 2.3 Bioremediasi ..........................................................................

  8 2.3.1 Arti Bioremediasi ..........................................................

  8 2.3.2 Fitoremediasi dan Fito-Akumulasi ...............................

  9

  2.3.3 Mekanisme Bioremediasi..............................................

  9 2.4 Logam Berat ............................................................................

  10 2.4.1 Karakteristik Timbal (Pb) .............................................

  11 2.4.2 Sumber Kontaminasi Timbal (Pb) ................................

  11 2.4.3 Pengaruh Timbal (Pb) di Perairan.................................

  12 2.5 Peranan Fitoplankton dalam Bioremediasi .............................

  12 III KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS .....................

  14 3.1 Kerangka Konseptual ............................................................

  14 3.2 Hipotesis Penelitian ..............................................................

  15 IV METODOLOGI PENELITIAN ...................................................

  17 4.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................

  17 4.2 Materi Penelitian ....................................................................

  17 4.2.1 Alat Penelitian ..............................................................

  17 4.2.2 Bahan Penelitian ..........................................................

  17 4.3 Prosedur Penelitian ................................................................

  18 4.3.1 Rancangan Penelitian ...................................................

  18 4.3.2 Variabel Penelitian ............................... ........................

  18 4.4 Pelaksanaan Penelitian ...........................................................

  19 4.4.1 Sterilisasi Alat dan Bahan ............................................

  19 4.4.2 Persiapan Stok Fitoplankton .........................................

  20 4.4.3 Penghitungan Larutan Stok Timbal (Pb) ......................

  20 4.4.4 Perlakuan.......................................................................

  21 4.4.5 Parameter Pengamatan ..................................................

  22 4.4.6 Analisa Data ..................................................................

  22 V HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................

  24 5.1 Hasil Penelitian ......................................................................

  24

  5.1.1 Kandungan Logam Berat Timbal (Pb) pada Media Kultur

  24 5.1.2 Pertumbuhan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. ......

  24 5.1.3 Kualitas Air ....................................................................

  27 5.2 Pembahasan............................................................................

  28

  VI KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................

  36 6.1 Kesimpulan ............................................................................

  36 6.2 Saran ......................................................................................

  36 DAFTAR PUSTAKA .........................................................................

  37 LAMPIRAN ........................................................................................

  41

  DAFTAR TABEL Tabel Halaman

  1. Rata-rata kandungan logam berat timbal (Pb) pada media kultur Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. ..............................................

  24

  2. Kepadatan rata-rata Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. selama penelitian ..........................................................................................

  25 3. Hasil pengukuran kualitas air media kultur selama penelitian .........

  28

  DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Skeletonema sp.. ...............................................................................

  5 2. Chaetoceros sp. ................................................................................

  7 3. Bagan kerangka konseptual penelitian .............................................

  15 4. Diagram alir penelitian .....................................................................

  23

  5. Grafik kepadatan rata-rata Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. pada konsentrasi 0 ppm dan 0,9 ppm selama penelitian ..........................................................................................

  25

  DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Hasil analisa kandungan timbal (Pb) di laboratorium ......................

  41 2. Data kandungan timbal (Pb) pada media kultur ...............................

  43

  3. Data kepadatan fitoplankton harian selama 7 hari (10

  5 sel/ml) .......

  44 4. Data kualitas air media kultur fitoplankton selama 7 hari ...............

  45 5. Alat dan Bahan penelitian ................................................................

  46 6. Dokumentasi kegiatan penelitian .....................................................

  48

  I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Logam berat adalah jenis bahan pencemar yang saat ini berbahaya, bersifat toksik dan jumlahnya sudah cukup mengkhawatirkan. Logam berat dapat mempengaruhi kualitas air sehingga mengakibatkan kondisi lingkungan menjadi buruk dan berpengaruh pada sumberdaya hayati perairan karena sifat logam berat yang akumulatif pada tubuh biota (Sarjono, 2009).

  Parawita dkk. (2009) menyatakan bahwa konsentrasi mineral dan parameter kualitas air di perairan berada pada kisaran tertentu. Adanya masukan baru akibat fenomena alam misalnya erosi dan banjir, atau akibat perbuatan manusia seperti pembuangan limbah ke perairan, dapat mempengaruhi konsentrasi terlarut bahan-bahan tertentu seperti logam berat timbal.

  Timbal pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan tersuspensi. Timbal relatif dapat larut dalam air dengan pH lebih kecil dari 5 dimana air yang bersentuhan dengan timbal dalam suatu periode waktu dapat mengandung lebih besar dari 1 μg Pb/l (Effendy, 2003) dalam (Sarjono, 2009).

  Menurut Rukminasari dan Sahabudin (2012) timbal memiliki konsentrasi tertinggi dibandingkan dengan logam berat lainnya baik di dalam air maupun sedimen. Di dalam air, konsentrasi tertinggi timbal ditemukan di sungai sekitar daerah pertanian. Konsentrasi timbal di daerah tersebut telah mencapai lebih dari kadar maksimum lingkungan standar kualitas (standar EPA).

  Beberapa kajian mengenai toksisitas logam berat menunjukkan bahwa logam berat berbahaya terhadap organisme dan kesehatan manusia. Logam berat dengan konsentrasi tinggi dapat membunuh organisme yang tidak toleran dalam waktu yang singkat, sedangkan logam berat dengan konsentrasi rendah dapat mengganggu proses fisiologi atau metabolisme dan merusak organ-organ hewan. Logam berat dapat terakumulasi pada jaringan organisme melalui rantai makanan dalam ekosistem air pada waktu yang lama, kondisi seperti ini dikenal dengan bioakumulasi. Pemangsa puncak dalam rantai makanan biasanya mengakumulasi konsentrasi bahan pencemar yang paling tinggi. Apabila hewan-hewan seperti ikan, siput, remis dikonsumsi oleh manusia, maka logam berat yang terakumulasi tersebut dapat mengancam kesehatan manusia (Birry dan Meutia, 2012).

  Salah satu upaya mengatasi pencemaran logam berat timbal di perairan adalah bioremediasi. Menurut Munir (2008) bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran.

  Berbagai jenis tumbuhan mulai dari alga hingga tumbuhan tingkat tinggi dapat digunakan sebagai agen bioremediasi terhadap logam berat yang berbeda- beda (Singh and Tripathi, 2007). Jamil (2001) menyatakan bahwa bioremediasi yang menggunakan tumbuhan disebut fitoremediasi. Fitoremediasi yang menggunakan mekanisme akumulasi adalah fito-akumulasi. Menurut (Pahmi,

  2+

  2005) dalam Hala dkk. (2012) pada pemaparan Pb 15 ppm, Chaetoceros

  2+ 2+ 2+ calcitrans dapat menyerap Pb hingga 60,93%. Campuran ion Pb dan Zn

  dengan konsentrasi masing-masing 15 ppm, 30 ppm dan 45 ppm dipaparkan selama 15 hari ke dalam masing-masing erlenmeyer yang mengandung C.calcitrans setelah pertumbuhan optimum dicapai.

  Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Wardhany (2010) kemampuan Nannochloropsis sp. sebagai agen bioremediasi terhadap logam berat timbal diperoleh paling efektif pada perlakuan 0,9 ppm. Berdasarkan hasil penelitian Hardianie dan Nisak (2013) yang sudah melakukan penelitian serupa menggunakan species Nannochloropsis sp., Spirulina sp. dan Chlorella sp. sebagai agen bioremediasi terhadap logam berat timbal diperoleh penurunan persentase konsentrasi logam berat timbal setelah perlakuan selama 24 jam. Atas dasar hasil penelitian tersebut maka penelitian tentang Skeletonema sp. dan

  Chaetoceros sp. sebagai agen bioremediasi terhadap timbal dilakukan untuk

  mengetahui efektifitas fitoplankton tersebut dibanding beberapa jenis fitoplankton lain yang telah dicoba.

1.2 Perumusan Masalah

  Berdasarkan latar belakang permasalahan tersebut, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut:

  1. Apakah terdapat perbedaan kemampuan Skeletonema sp. dan

  Chaetoceros sp. sebagai agen bioremediasi (fito-akumulasi) terhadap

  logam berat timbal (Pb)?

  2. Apakah terdapat perbedaan pertumbuhan Skeletonema sp. dan

  Chaetoceros sp. pada media yang tercemar logam berat timbal (Pb)?

  1.3 Tujuan

  Berdasarkan rumusan masalah tersebut, tujuan dari penelitian ini adalah:

  1. Untuk mengetahui perbandingan kemampuan Skeletonema sp. dan

  Chaetoceros sp. sebagai agen bioremediasi (fito-akumulasi) terhadap logam berat timbal (Pb).

  2. Untuk mengetahui kemampuan pertumbuhan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. pada media yang tercemar logam berat timbal (Pb).

  1.4 Manfaat

  Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah mengenai kemampuan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. sebagai agen bioremediasi (fito-akumulasi) terhadap logam berat timbal (Pb), sehingga dapat dimanfaatkan dalam sistem penanganan limbah yang mengandung timbal (Pb).

  II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Skeletonema sp.

2.1.1 Klasifikasi Skeletonema sp.

  Menurut ( Hoek, et al., 1998) dalam Armanda (2013) klasifikasi

  Skeletonema sp. adalah sebagai berikut :

  Filum : Heterokontophyta Kelas : Bacillariophyceae Ordo : Centrales Genus : Skeletonema Spesies : Skeletonema sp.

  Gambar 1. Skeletonema sp. Sumber 2.1.2 Morfologi Skeletonema sp.

  Skeletonema sp. memiliki diameter sel berukuran 4 hingga 12 µm.

  Terdapat fultoportula tertutup dengan rongga kecil yang sering terlihat di bagian pangkal dan membentuk untaian memanjang mulai dari bagian rongga menuju bagian akhir. Masing-masing bagian tersebut berhubungan dengan dua bagian tubuh menyerupai katup yang berkaitan (Naik et al., 2010).

  Skeletonema sp. ditandai dengan sel silinder dengan bentuk cincin perifer

  tubular, fultoportula, yang tegak lurus menuju katup, berhubungan dengan katup yang berkaitan untuk membentuk koloni memanjang (Zingone et al., 2005).

  2.1.3 Habitat Skeletonema sp.

  Naik et al. (2010) menyatakan bahwa Skeletonema sp. memiliki kisaran geografis yang luas, baik pada perairan beriklim sedang maupun tropis. Rudiyanti (2011) berpendapat bahwa sebagian besar diatom sangat peka terhadap perubahan kadar garam dalam air. Kehidupan berbagai jenis fitoplankton termasuk

  Skeletonema sp. tergantung pada salinitas perairan.

  2.1.4 Kandungan Skeletonema sp.

  Skeletonema sp. adalah salah satu fitoplankton yang berkadar protein

  tinggi kurang lebih 50%, memiliki kandungan yang dapat memacu pertumbuhan (growth factor) dan sangat bagus bagi ikan maupun udang, selain hal tersebut fitoplankton ini dapat diproduksi secara masal pada bak terkendali maupun di tambak (Sutikno dkk., 2010). Erlina dkk., (2004) menyatakan bahwa kandungan nutritif Skeletonema costatum mencapai protein 37 %, lemak 7 % dan karbohidrat 21 %. Menurut Das and Sarwar (1998) Skeletonema sp. mengandung protein 51,77%, lemak 20,02%, abu 5,20% dan karbohidrat 16,585%.

2.2 Chaetoceros sp.

2.2.1 Klasifikasi Chaetoceros sp.

  Klasifikasi mikroalga Chaetoceros sp. menurut Botes (2003) dalam Herlinah (2010) sebagai berikut :

  Filum : Chrisophyta Kelas : Bacillariophyceae Ordo : Biddulphiales Famili : Chaetocerotaceae Genus : Chaetoceros Species : Chaetoceros sp.

  Gambar 2. Chaetoceros sp. Sumber

  Chaetoceros sp. adalah salah satu mikroalga yang berpotensi untuk

  dikembangkan dan banyak terdapat di perairan Indonesia (Setyaningsih dkk., 2012). Ermayanti (2011) menyatakan bahwa Chaetoceros gracilis berbentuk sel tunggal tidak berantai dan bercangkang cembung. Ukuran Chaetoceros berkisar 2- 20 μm, serta memiliki setae (alat gerak).

  Menurut Lee and Lee (2011) struktur setae memanjang dari sudut permukaan yang menyerupai katup pada bagian tubuhnya. Setae ini umumnya terdiri dari setae pangkal dan setae interkalar. Menurut (Lee, 2008 dalam Setyaningsih dkk., 2012) Chaetoceros sp. termasuk diatom yang disebut golden-

  brown algae karena kandungan pigmen kuningnya lebih banyak dari pada pigmen hijau.

  2.2.3 Habitat Chaetoceros sp.

  (Lee, 2008 dalam Setyaningsih dkk., 2012) berpendapat bahwa Chaetoceros sp. hidup di perairan dingin sampai perairan panas. Rahmadiani

  (2013) menambahkan bahwa Chaetoceros sp. mudah dipelihara dan memiliki pertumbuhan lebih cepat dibanding jenis lain, selain itu juga memiliki sifat toleran terhadap suhu tinggi yaitu 40 C (eurytermal) dan salinitas antara 6- 50 ‰ (euryhalin).

  2.2.4 Kandungan Chaetoceros sp.

  Kandungan nutrisi Chaetoceros sp. adalah kalori 16,2%, protein 27,68%, karbohidrat 23,20%, lipid 9,29%, vitamin C 1,60% dan klorofil a 1,04% (Basyar dkk., 2009). Menurut Das and Sarwar (1998) Chaetoceros sp. mengandung protein 58,34%, lemak 12,29%, abu 4,64% dan karbohidrat 17,39%. Ermayanti (2011) menyatakan bahwa biomassa Chaetoceros sp. juga mengandung alkaloid, terpenoid, karbohidrat, gula pereduksi dan asam amino.

2.3 Bioremediasi

2.3.1 Arti Bioremediasi

  Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme yang telah dipilih untuk ditumbuhkan pada polutan tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar polutan tersebut. Pada saat proses bioremediasi berlangsung, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi struktur polutan beracun menjadi tidak kompleks sehingga menjadi metabolit yang tidak beracun dan berbahaya (Priadie, 2012). Bioremediasi adalah suatu proses yang menggunakan mikroorganisme sebagai agen perbaikan untuk degradasi biologis (Jamil, 2001). Menurut (Desai and Banat, 1997) dalam (Fingerman and Nagabhushanam, 2005) bioremediasi dapat didefinisikan sebagai suatu degradasi alami atau degradasi yang diperlakukan secara biologis terhadap pencemaran lingkungan.

  2.3.2 Fitoremediasi dan Fito-Akumulasi

  Menurut Jamil (2001) fitoremediasi adalah suatu proses bioremediasi yang menggunakan berbagai jenis tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan atau menghancurkan kontaminan (bahan pencemar) di dalam tanah maupun perairan. Ada beberapa jenis yang berbeda dalam mekanisme fitoremediasi, yaitu rizo-biodegradasi, fito-stabilisasi, fito-akumulasi, rizofiltrasi, phyto-volatilization dan fito-degradasi. bahan pencemar bersamaan dengan nutrien lainnya dan air. Massa bahan pencemar tidak dihancurkan namun menumpuk sedikit demi sedikit (akumulasi) pada tunas (pucuk) dan daun dari tumbuhan tersebut (Jamil, 2001).

  2.3.3 Mekanisme Bioremediasi

  Munir (2008) menyatakan bahwa mikroba yang sering digunakan dalam proses bioremediasi adalah bakteri, jamur, yeast dan alga. Degradasi senyawa kimia oleh mikroba di lingkungan merupakan proses yang sangat penting untuk mengurangi kadar bahan-bahan berbahaya di lingkungan yang berlangsung melalui suatu serangkaian reaksi kimia yang cukup kompleks. Mikroba menggunakan senyawa kimia tersebut untuk pertumbuhan dan reproduksinya melalui berbagai proses oksidasi dalam proses degradasinya.

  Menurut Jamil (2001) bioremediasi terdiri atas 2 jenis yaitu bioremediasi

  in situ dan bioremediasi ex situ. Bioremediasi in situ adalah memberi perlakuan

  (remediasi) pada air atau tanah yang terkontaminasi di lokasi tertentu. Sedangkan bioremediasi ex situ adalah suatu proses yang melibatkan pembersihan tanah atau air yang terkontaminasi ke lokasi lain sebelum perlakuan (remediasi).

2.4 Logam Berat

  Logam berat didefinisikan sebagai logam yang memiliki kepadatan lebih

  3

  dari 5 g/cm . Logam berat digolongkan menjadi logam berat esensial dan logam berat non-esensial. Logam berat esensial bagi organisme seperti Cu, Zn, Co, Mn ionisasi air selama biokatalisis, sedangkan logam berat non-esensial seperti As, Cd, Pb dan Hg tidak diperlukan oleh organisme sebaliknya logam-logam berat tersebut menganggu fungsi logam berat esensial dan enzim (Elmsley, 2001)

  dalam (Singh and Tripathi, 2007).

  Beberapa logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan adalah merkuri (Hg), timbal (Pb), arsenik (As), kadmium (Cd), chromium (Cr), dan nikel (Ni). Di alam logam sangat jarang ditemukan dalam elemen tunggal, biasanya dalam bentuk persenyawaan dengan unsur lain (Sarjono, 2009). Logam berat bersifat unik, tidak dapat dihancurkan secara alami dan cenderung terakumulasi dalam rantai makanan melalui proses biomagnifikasi (Susanti, 2010).

  2.4.1 Karakteristik Timbal (Pb)

  Timbal adalah logam berat, dengan nomor atom 82, berat atom 207,19, berat jenis 11,34, bersifat lunak dan bewarna biru keabu-abuan dengan kilau logam yang khas sesaat setelah dipotong. Kilaunya akan segera hilang dengan adanya pembentukan lapisan oksida pada permukaannya. Timbal mempunyai titik leleh 327,5 C dan titik didih 1740 C (MSDS, 2005) dalam (Fauzi, 2008).

  Timbal dan persenyawaannya digunakan dalam industri baterai sebagai bahan yang aktif dalam pengaliran arus elektron. Kemampuan timbal dalam membentuk campuran (alloy) dengan logam lain telah dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat metalurgi dalam penerapan yang luas misalnya untuk kabel listrik, konstruksi pabrik kimia dan kontainer serta memiliki kemampuan tinggi untuk mencegah korosi (Susanti, 2010).

  2.4.2 Sumber Kontaminasi Timbal (Pb) Awalina (2011) menyatakan bahwa sumber utama kontaminasi timbal

  pada tanah, air dan udara adalah pembakaran bahan bakar yang mengandung timbal, produksi logam non ferrous pyrometallurgical, baja, besi, pembakaran batubara, produksi semen dan penimbunan lumpur aktif limbah perkotaan (sewage sludge). Sekitar 96% dari semua emisi timbal berasal dari sumber antropogenik. Berbagai negara maju sudah mengurangi konsumsi bahan bakar bensin yang mengandung timbal dengan membatasi penggunaan timbal (tetraethyllead, (C

  2 H 5 )

4 Pb) sebagai bahan aditif atau disebut sebagai gasoline

  , namun beberapa negara berkembang masih menggunakan bensin

  octane booster

  yang mengandung timbal. Timbal digunakan dalam jumlah besar pada baterai, produk logam, pigmen dan bahan-bahan kimia lainnya. Menurut Susanti (2010) kandungan timbal dalam cat yang merupakan penyebab utama peningkatan kadar timbal di lingkungan.

2.4.3 Pengaruh Timbal (Pb) di Perairan

  Timbal adalah logam non esensial yang harus diwaspadai keberadaannya di lingkungan akuatik karena sifat toksiknya yang tinggi terhadap organisme.

  Logam dan senyawa yang mengandung logam di perairan alamiah dapat berbentuk sebagai terlarut, koloid ataupun partikel tergantung pada pH, potensial reduksi oksidasi dan keberadaan species terlarut lainnya yang mampu membentuk senyawa dengan ion logam (Weiner, 2008) dalam Awalina (2011). Menurut Awalina (2011) timbal memiliki resiko yang membahayakan seperti logam berat

2.5 Peranan Fitoplankton dalam Bioremediasi

  Fitoplankton berperan sebagai produsen primer dalam ekosistem perairan, selain itu juga berguna untuk mempertahankan keseimbangan lingkungan.

  Fitoplankton efektif menyerap beberapa senyawa beracun dan meningkatkan oksigen terlarut karena aktivitas fotosintesis (Rudiyanti, 2011).

  Makkasau (2011) menyatakan bahwa beberapa sistem fitoremediasi logam berat di perairan telah dilakukan. Salah satu organisme yang dapat digunakan sebagai fitoremediator adalah fitoplankton karena ukurannya yang kecil sedangkan pencemar ion logam dalam keadaan terlarut, dengan demikian interaksi keduanya akan berlangsung efektif sehingga fitoplankton dapat mengakumulasi ion logam hingga konsentarsi yang tinggi. Upaya untuk meningkatkan kemampuan akumulasi logam oleh fitoplankton masih dapat ditingkatkan dengan mengoptimalkan peran ligan yang berfungsi dalam pengkhelatan logam sehingga tingkat keracunan logam menurun, yaitu dengan memvariasikan penambahan asam organik dan EDTA, sehingga dapat diperoleh kondisi optimal proses

  

2+ 6+

  bioakumulasi ion logam Cd dan Cr oleh fitoplankton laut dengan menggunakan chelator. Fitoremediasi akan berlangsung baik pada aplikasi lapangan dengan menggunakan jenis fitoplankton yang sudah diaklimatisasi dalam kondisi akumulasi optimum.

  Menurut Scarano and Morelli (2002) dalam (Singh and Tripathi, 2007) kompleks fitokelatin logam (metal-PCn) teridentifikasi pada Phaeodactylum

  tricornotum yang dipaparkan Cd atau Pb dengan konsentrasi 10 µM selama 6 jam perlakuan.

III KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS

3.1 Kerangka Konseptual

  Menurut Makkasau (2011) sebagian besar mekanisme pembersihan logam berat oleh mikrooganisme adalah proses pertukaran ion yang mirip pertukaran ion pada resin. Mekanisme pertukaran ion ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

  2+ 2+

  A + (B-biomassa) --> B + (A-biomassa) Menurut Onrizal (2005) dalam Makkasau (2011) passive uptake dikenal sebagai proses bioabsorpsi. Proses ini terjadi ketika ion logam berat mengikat dinding sel dengan dua cara yang berbeda, pertama pertukaran ion, dimana ion monovalen dan divalen seperti Na, Mg dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat dan kedua adalah formasi kompleks antara ion-ion logam berat dengan gugus fungsi (functional group) seperti carbonyl, amino, thiol,

  hydroxyl , phosphate dan hydroxyl-carboxyl, yang berada pada dinding sel. Active uptake dapat terjadi pada berbagai tipe sel hidup. Mekanisme ini secara simultan

  terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan mikroorganisme dan atau akumulasi intraselular ion logam tersebut. Namun bioabsorpsi logam berat dengan sel hidup ini terbatas dikarenakan oleh akumulasi ion yang menyebabkan racun terhadap mikroorganisme. Hal ini biasanya dapat menghalangi pertumbuhan mikroorganisme di saat keracunan terhadap ion logam tercapai. Mikroorganisme yang tahan terhadap efek racun ion logam akan dihasilkan berdasarkan prosedur seleksi yang ketat terhadap pemilihan jenis mikroorganisme yang tahan terhadap kehadiran ion logam berat.

  Buhani (2002) dalam Sembiring dkk., (2009) menyatakan bahwa gugus fungsional utama yang bertindak sebagai ligan yaitu

• –COOH yang merupakan penyusun utama dari polisakarida dan gugus amina sebagai penyusun pektin dan protein pada Nannocloropsis sp. yang mampu berikatan dengan baik pada ion logam seperti Cu, Pb dan Cd.

  Bioremediasi Fitoplankton Skeletonema sp. Chaetoceros sp.

  Dinding Sel Carbonyl Amino Thiol Hydroxy Phosphate Hydroxyl-Carbonyl

l

₂₊ Logam berat terakumulasi Muatan positif (Pb ) Bermuatan Negatif dalam tubuh fitoplankton dari Pb(NO ^{3 ) 2} Penyerapan logam

berat Pb

  Konsentrasi logam berat Pb di perairan menurun

  Gambar 3. Bagan kerangka konseptual penelitian

3.2 Hipotesis

  Hipotesis yang diajukan untuk penelitian ini adalah :

  1. Terdapat perbedaan antara kemampuan Skeletonema sp. dan kemampuan Chaetoceros sp. dalam menyerap logam berat timbal (Pb).

  2. Terdapat perbedaan kecepatan pertumbuhan antara Skeletonema sp. dan

Chaetoceros sp. pada media yang tercemar logam berat (Pb).

IV METODOLOGI

  4.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fakultas Perikanan dan Kelautan, Universitas Airlangga, Surabaya. Pemeriksaan kandungan timbal (Pb) pada media kultur Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. dilakukan di Balai Besar Laboratorium Kesehatan, Surabaya. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2014.

  4.2 Materi Penelitian

  4.2.1 Alat Penelitian

  Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah berbagai peralatan tabung Erlenmeyer, lampu neon 40 watt dan labu ukur, kertas saring untuk menyaring Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp., mikroskop, handtally counter, pengaduk magnetik, pemanas listrik, botol perlakuan, botol transparan untuk kultur plankton, plastik polietilen (PE), DO meter, pH meter, thermometer, refraktometer, autoclave, bilik hitung haemocytometer, Atomic Absorption

  Spectrometry (AAS) Perkin Elmer 3110.

  4.2.2 Bahan Penelitian

  Bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah biakan murni

  Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. yang diperoleh dari Balai Besar

  Pengembangan Budidaya Air Payau Jepara, larutan timbal Pb (NO ) , air laut,

  3

  2 aquades, klorin, sabun cair, Na-Thiosulfat, alumunium foil, media F

  2 (pupuk

  diatom) sebagai pupuk untuk kultur fitoplankton dan silikat sebagai senyawa kimia yang dibutuhkan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. dalam pertumbuhannya.

4.3 Prosedur Penelitian

  4.3.1 Rancangan Penelitian

  Metode penelitian ini adalah penelitian eksperimental, dengan rancangan yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) terdiri dari empat perlakuan dengan lima ulangan yaitu :

  1. Perlakuan A : kultur Skeletonema sp. tanpa pemberian logam berat timbal (0 ppm) (0 ppm)

  3. Perlakuan C : kultur Skeletonema sp. dengan pemberian logam berat timbal (0,9 ppm)

  4. Perlakuan D : kultur Chaetoceros sp. dengan pemberian logam berat timbal (0,9 ppm)

  4.3.2 Variabel Penelitian

  Variabel dalam penelitian ini terdiri dari variabel bebas, variabel terkendali dan variabel terikat. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah jenis fitoplankton dan konsentrasi timbal. Variabel terkendali adalah media kultur dan intensitas cahaya. Variabel terikat adalah kandungan timbal dalam air setelah diakumulasi oleh Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. serta pertumbuhan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp.

4.4 Pelaksanaan Penelitian

4.4.1 Sterilisasi Alat dan Bahan

  Sterilisasi alat dan bahan bertujuan untuk menghilangkan kontaminan dari alat dan bahan yang akan digunakan untuk kultur fitoplankton. Sterilisasi alat dan bahan dimulai dengan membersihkan alat dan bahan menggunakan sabun cair dan spons kemudian dibilas dengan air bersih hingga bersih.

  Rostini (2007) menyatakan bahwa sebelum kegiatan kultur dimulai, media budidaya perlu dipanaskan dahulu dengan alat yang disebut autoclave. Tujuannya adalah untuk menghilangkan dan membunuh jasad-jasad renik yang terbawa,

  o

  1 atm dengan suhu pemanasan 121

  C. Persiapan yang dilakukan sebelum penebaran adalah membersihkan wadah budidaya beserta pipa selang aerasi.

  Air laut yang digunakan untuk kultur fitoplankton disterilisasi dengan klorin 60 ppm dan dinetralkan menggunakan Na-Thiosulfat 20 ppm. Kemudian air laut diberi aerasi secara terus menerus hingga kurang lebih dua hari sampai bau klorin hilang. Sebelum air laut disterilisasi kadar timbal dalam air terlebih dahulu diuji untuk mengetahui kadar timbal awal sebelum diberi perlakuan.

  4.4.2 Persiapan Stok Fitoplankton

  Species fitoplankton yang digunakan dalam penelitian ini adalah

  Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. berasal dari Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Payau Jepara, Jawa Timur.

  Pada media F , Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. dikultur untuk

  2

  memperbanyak biakan fitoplankton tersebut. Fitoplankton diberi perlakuan apabila hasil kultur fitoplankton sudah mampu mencukupi jumlah yang diperlukan. Biakan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. kemudian diinkubasi pada suhu 25-27°C dan diberikan intensitas cahaya.

  Media kultur diberi penyinaran dengan lampu neon 40 watt yang diletakkan diatas botol perlakuan. Biakan Skeletonema sp. dan Chaetoceros sp. diberi aerasi dengan kecepatan arus yang sedang. Pengukuran parameter kualitas air dilakukan seperti pengukuran suhu, oksigen terlarut (DO), salinitas dan pH.

  Pengukuran suhu dilakukan dua kali sehari yaitu pagi hari pukul 06.00 WIB dan sore hari pukul 17.00 WIB sedangkan salinitas diukur satu kali sehari pada pukul

  17.00 WIB.

  Keberhasilan kultur fitoplankton yang berasal dari air laut ditentukan oleh beberapa faktor seperti suhu, salinitas, kekuatan cahaya, dan pH, serta aerasi yang harus diperhatikan selama pelaksanaan kultur (Rostini, 2007).

  4.4.3 Penghitungan Larutan Stok Timbal (Pb)

  (Gunawati, 2011) dalam Nisak (2013) menyatakan bahwa larutan standar timbal (Pb) dibuat dari senyawa Pb(NO ) dengan massa molekul relatif 331,2.

  3

  2 Pertama-tama membuat larutan stok timbal diawali dengan menimbang Pb(NO 3 )

  2 sebanyak 1,598 gram kemudian dilarutkan dengan H

  2 O hingga 1000 mL,

  dihomogenkan di atas magnetic stirrer. Dari larutan induk ini diambil volume tertentu dan diencerkan hingga 100 mL. Pengambilan stok timbal yang akan diperlakukan menggunakan rumus berikut :

  V