Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi
Limbah Rumah Tangga
Wahyu Lestari
Jurusan Biologi FMIPA Universitas Riau, Kampus Bina Widya Alamat email:
wayules@yahoo.com
Abstrak. Tanaman air secara umum memiliki kemampuan menetralisir komponen tertentu
sehingga sangat bermanfaat dalam proses pengolahan limbah cair. Tujuan penelitian untuk
mengetahui seberapa besar kemampuan fitoremediasi menggunakan tanaman Ipomoea
aquatica Forsk. terhadap peningkatan kualitas limbah rumah tangga dan mengetahui tingkat
akumulasi Pb dan Cd di tanaman. Limbah cair rumah tangga dikumpulkan dari beberapa
sumber pemukiman. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap dengan empat
perlakuan, yaitu pengenceran 100% (tanpa pengenceran), pengenceran 75, 50 dan 25%.
Parameter meliputi kualitas fisik dan kimia limbah serta kandungan Pb dan Cd dalam limbah
dan tanaman. Untuk mengetahui efek fitoremediasi terhadap kualitas limbah rumah tangga
dan kandungan logam digunakan analisis sidik ragam dan uji lanjut dengan uji BNT taraf
5%. Fitoremediasi oleh I. aquatica Forsk. mampu menurunkan suhu limbah pada
pengenceran 50 dan 25% serta meningkatkan pH dan oksigen terlarut. Akumulasi Pb dan Cd
pada masing-masing organ berbeda-beda. Kemampuan akumulasi Pb dan Cd tertinggi
berturut-turut adalah pada organ akar, daun dan batang. Tanaman I. aquatica Forsk. sangat
memungkinkan untuk dimanfaatkan pada proses fitoremediasi, namun tidak memungkinkan
untuk dikonsumsi.
Kata Kunci: Limbah cair rumah tangga, Ipomoea aquatica Forsk., akumulasi Pb dan Cd,
fitoremediasi.
PENDAHULUAN
Perluasan areal pemukiman akibat
kepadatan
penduduk
yang
tinggi
menyebabkan
peningkatan
aktivitas
manusia di rumah tangga. Hal ini
berdampak pada semakin besarnya volume
limbah dalam bentuk apapun yang
dihasilkan dari waktu ke waktu yang
tentunya menimbulkan dampak negatif
terhadap kelestarian lingkungan. Teknologi
pengolahan limbah cair rumah tangga di
berbagai tempat di tanah air masih banyak
belum terjangkau. Selain biaya yang mahal
dan penerapannya yang sulit, masih
kuatnya pemikiran dan anggapan sebagian
besar masyarakat bahwa pembuangan
limbah rumah tangga secara langsung ke
lingkungan tidak akan menimbulkan
dampak yang serius. Salah satu upaya
pemanfaatan sumberdaya alam yang
diketahui memiliki kaitan erat dengan
proses pengolahan limbah rumah tangga
adalah memanfaatkan jenis tanaman air
yang banyak tumbuh pada saluran buangan
limbah di sekitar pemukiman. Menurut
Yusuf, tanaman air memiliki kemampuan
secara umum untuk menetralisir komponenkomponen tertentu di dalam perairan dan
hal ini sangat bermanfaat dalam proses
pengolahan limbah cair.
Penggunaan tanaman air dalam proses
pengolahan limbah cair menyebabkan
terjadinya
proses
pertukaran
dan
penyerapan ion. Karenanya dalam kondisi
ini tanaman akan berperan dalam
menstabilkan beberapa faktor fisik dan
kimia perairan.
Ipomoea aquatica Forsk. (kangkung air)
merupakan tanaman air yang banyak
tumbuh pada saluran buangan limbah cair
sekitar pemukiman. Tanaman ini memiliki
daya adaptasi yang cukup luas karena dapat
Semirata 2013 FMIPA Unila |441
Wahyu Lestari Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi Limbah
Rumah Tangga
hidup pada berbagai kondisi iklim dan di
berbagai habitat.
I. aquatica termasuk salah satu tanaman
yang mudah menyerap logam berat dari
media tumbuhnya. Dalam kehidupan
sehari-hari di rumah tangga tanaman ini
banyak dikonsumsi. I. aquatica dapat
tumbuh dengan baik pada perairan yang
tidak terlalu dalam ataupun selokan. Sejauh
ini masih banyak masyarakat yang
memanfaatkan sayuran yang tumbuh di
selokan untuk dikonsumsi, padahal selokan
merupakan buangan limbah cair rumah
tangga.
I. aquatica yang tumbuh di lingkungan
tercemar kemungkinan akan mengandung
logam pencemar. I. aquatica adalah
tanaman yang potensial mengakumulasi
cadmium (Cd) dibanding tembaga (Pb),
tetapi tidak efektif mengakumulasi arsen
(Ar). Penyerapan Pb dan Cd oleh tanaman
pangan perlu mendapatkan perhatian karena
kedua logam berpotensi untuk meracuni
jika dikonsumsi. I. aquatica, merupakan
salah satu dari banyak spesies tanaman
yang digunakan untuk menguji kemampuan
fitoremediasi karena tanaman ini mampu
mengakumulasi logam berat seperti Zn, Cu
dan Pb pada konsentrasi tinggi. I. aquatica
adalah tanaman sayuran penting karena
banyak mengandung sumber nutrien dan
dibudidayakan secara luas terutama di
negara Asia serta dimanfaatkan untuk
fitoremediasi,
juga
berperan
dalam
pengaturan kualitas air.
Remediasi limbah cair rumah tangga
perlu diupayakan. Kemampuan I. aquatica
perlu diketahui untuk remediasi limbah cair
sehingga dapat dijadikan sebagai agen
fitoremediasi pada limbah cair dari buangan
rumah tangga. Penelitian dilakukan untuk
mengetahui fitoremediasi I. aquatica
terhadap peningkatan kualitas limbah
rumah tangga dan mengetahui tingkat
akumulasi Pb dan Cd pada tanaman.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan
informasi kepada masyarakat tentang
adanya kandungan logam pada I. aquatica
442| Semirata 2013 FMIPA Unila
yang sering dikonsumsi dari selokan,
walaupun tanaman ini diketahui dapat
menstabilkan sifat fisik dan kimia limbah.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan untuk menguji
kemampuan tanaman I. aquatica dalam
mengakumulasi logam Pb dan Cd sehingga
dapat meningkatkan kualitas limbah cair
rumah tangga Penelitian dilaksanakan pada
bulan Desember 2012 hingga Januari 2013
di lokasi perumahan jalan Garuda Sakti,
Panam Pekanbaru.
Bahan yang digunakan adalah tanaman I.
aquatica dan limbah cair rumah tangga.
Limbah cair dikumpulkan dari beberapa
sumber
pemukiman.
Limbah
cair
dimasukkan dalam wadah penampung lalu
dicampur rata dan di analisis sifat fisika dan
kimianya.
Pemberian limbah pada tanaman
percobaan dilakukan menurut rancangan
acak lengkap. Perlakuan adalah limbah
yang diencerkan dengan konsentrasi 25, 50,
75 dan 100% (tanpa pengenceran). Masingmasing konsentrasi kemudian di analisis
kembali sifat fisik dan kimianya.
Sebelum perlakuan, anakan I. aquatica
yang berasal dari perkecambahan biji
dipelihara pada media tumbuh air selama
dua minggu. Tanaman yang telah
diadaptasikan lalu ditumbuhkan dalam
wadah berisi limbah cair sesuai perlakuan.
Tanaman dipelihara dalam media limbah
cair selama satu bulan. Sampel limbah cair
selanjutnya di analisis kembali untuk
mengetahui kualitas fisik dan kimianya.
Kualitas fisik yang diukur meliputi suhu
dan kekeruhan, sedang kualitas kimia
meliputi pH dan O2 terlarut (DO). Analisis
kandungan Pb dan Cd pada sampel tanaman
dilakukan dengan metode spektrofotometri
serapan atom. Persiapan sampel tanaman
yang akan di analisis dilakukan dengan
menghancurkan 1 g bagian tanaman,
kemudian ditambahkan 10 ml HNO3 dan
dipanaskan pada suhu 90°C selama 20
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
menit. Selanjutnya suhu dinaikkan hingga
150°C selama 1 jam. Sampel didinginkan
dan disaring, selanjutnya ditambahkan
aquades hingga volume mencapai 25 ml.
Data yang diperoleh di analisis secara
statistik menggunakan Anova dan diuji
lanjut dengan BNT taraf 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara umum penggunaan tanaman I.
aquatica mampu merubah kualitas fisik dan
kimia limbah cair rumah tangga (Tabel 1).
Pengukuran suhu awal limbah cair sebelum
perlakuan adalah 29oC. Suhu pada akhir
pengamatan bervariasi mulai dari 25 hingga
27oC. Suhu perairan yang memungkinkan
berlangsungnya
kehidupan
normal
didalamnya baik hewan ataupun tumbuhan,
berkisar antara 22-25oC.
Penurunan kekeruhan terjadi sangat
signifikan. Penggunaan tanaman I. aquatica
mampu menurunkan tingkat kekeruhan
mulai dari 52,11% (47,67 NTU) hingga
78,02% (21,72 NTU) pada pengenceran
limbah cair 25%. Namun demikian bila
suatu perairan tingkat kekeruhannya lebih
dari 20 NTU, perairan ini masih dinyatakan
berbahaya bagi kehidupan biota di
dalamnya. Kondisi ini akan mengganggu
aktivitas serta metabolisme biota yang
berlangsung di dalam perairan.
Peningkatan pH limbah cair pada akhir
pengamatan terjadi untuk semua perlakuan
pengenceran. Hal ini menunjukkan bahwa,
tanaman I. aquatica memiliki potensi untuk
meningkatkan pH pada limbah cair rumah
tangga. Perlakuan pengenceran limbah cair
25% dapat meningkatkan pH menjadi 7,4.
Kisaran pH perairan 6-9 masih merupakan
kisaran pH normal bagi kehidupan biota
dalam suatu perairan. Hal ini disebabkan
karena berbagai proses kimia dan
mikrobiologi yang menghasilkan senyawa
berbahaya bagi kehidupan biota serta
kelestarian lingkungan tidak terjadi. Faktor
pH perlu dikaji dalam fitoremediasi karena
berpengaruh dengan kelarutan unsur hara
yang menyebabkan adanya pertumbuhan
bagi tanaman. Adanya perubahan pH pada
berbagai media berhubungan erat dengan
penyerapan nutrisi bagi pertumbuhan
tanaman. Pengambilan atau penyerapan
nutrisi yang optimal terjadi pada kisaran pH
tertentu.
pH
yang
sesuai
untuk
pertumbuhan tanaman berkisar antara 5,06,5. Bila terlalu rendah (7,0) dapat menghambat atau
menghentikan pertumbuhan suatu tanaman.
Konsentrasi O2 terlarut pada awal penelitian
tidak berbeda untuk setiap perlakuan
pengenceran. Penggunaan tanaman mampu
meningkatkan O2 terlarut dari limbah cair
agar limbah memenuhi syarat untuk dilepas
ke lingkungan. Perairan dengan kadar O2
terlarut 3-5 mg/l telah memenuhi syarat
untuk dilepas ke lingkungan karena pada
kondisi ini proses anaerob dalam perairan
dapat
dicegah
sehingga
kehidupan
organisme di dalamnya dapat berlangsung.
Oksigen terlarut merupakan kebutuhan
dasar untuk kehidupan tanaman dalam air.
Kehidupan tanaman dalam air tergantung
dari kemampuan air untuk mempertahankan
konsentrasi O2 minimal yang dibutuhkan
untuk kehidupan. Konsentrasi O2 terlarut
minimal untuk kehidupan biota tidak boleh
kurang dari 6 ppm. Konsentrasi O2 terlarut
dalam keadaan jenuh bervariasi tergantung
dari suhu dan tekanan atmosfir. Konsentrasi
O2 terlarut maksimum pada tekanan 1 atm
pada suhu 24-28oC berkisar antara 8,5-9,9
ppm. Konsentrasi O2 terlarut yang terlalu
rendah dan terlalu tinggi akan mengganggu
biota di perairan. Berdasar hasil penelitian
jelas terlihat bahwa I. aquatica memiliki
kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap
faktor fisik dan kimia limbah karena
mampu tumbuh pada kisaran suhu,
kekeruhan dan pH tinggi serta O2 terlarut
yang rendah.
Semirata 2013 FMIPA Unila |443
Wahyu Lestari Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi Limbah
Rumah Tangga
Tabel 1. Hasil pengukuran kualitas fisika dan kimia limbah cair rumah tangga
Pengenceran
(%)
100
75
50
25
Kualitas Fisik
Suhu ( C)
Kekeruhan (NTU)
Awal Akhir Awal
Akhir
29
27
99.53
47.67
29
26
99.38
42.39
29
25
98.89
33.04
29
25
98.82
21.72
o
Akumulasi Pb (Gambar 1) pada tiap
organ untuk setiap perlakuan pengenceran
tidak berbeda nyata, namun kemampuan
akar mengakumulai Pb lebih tinggi diikuti
oleh daun dan batang. Semakin rendah
konsentrasi
limbah
semakin
tinggi
penyerapan Pb oleh tumbuhan. Akumulasi
Pb pada organ batang lebih sedikit
dibanding daun, hal ini disebabkan karena
mobilitas Pb dari akar ke daun berlangsung
cepat.
I. aquatica merupakan tanaman yang
dimanfaatkan untuk dikonsumsi oleh
sebagian besar masyarakat. Adaptasinya
sangat tinggi karena dapat hidup pada
berbagai kondisi fisik dan kimia limbah
yang hampir belum memenuhi syarat bagi
pertumbuhan tanaman normal. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa kandungan
Pb pada organ akar berkisar antara 5,027,14 µg/g, batang 2,05-3,38 µg/g dan daun
4,30-5,96 µg/g.
Batas rekomendasi untuk kandungan Pb
yang ditetapkan oleh WHO terhadap bahan
makanan yang dikonsumsi manusia adalah
0,1-0,2 mg/kg. Bagian organ yang
dimanfaatkan untuk dikonsumsi adalah
batang dan terutama daun. Jika dilihat
kandungan Pb pada semua bagian organ
tanaman melebihi batas rekomendasi
kandungan Pb pada bahan makanan. I.
aquatica berpotensi digunakan sebagai
fitoremediator logam Pb namun dengan
kemampuan tersebut tanaman ini menjadi
tidak layak untuk dikonsumsi karena
444| Semirata 2013 FMIPA Unila
Awal
6.80
6.80
6.80
6.80
Kualitas Kimia
pH
DO (mg/l)
Akhir
Awal
Akhir
7.10
1.45
1.70
7.10
1.47
1.89
7.10
1.52
2.44
7.10
1.55
3.25
kandungan
Pbnya
melebihi
batas
rekomendasi. Hasil analisis Pb pada
tanaman kangkung darat (Ipomoea reptans)
yang di jual di pasaran oleh Kohar et al,
juga mendapatkan bahwa kadar Pb pada
bagian daun lebih tinggi dibanding batang,
hal
ini
menurut
Salisbury
dan
Rossndisebabkan karena setelah diserap
oleh akar, maka Pb di transfer ke daun
untuk diasimilasi lebih lanjut.
Pb dan Cd dalam tanaman menghambat
fotosintesis, pertumbuhan, mempengaruhi
keseimbangan air dan nutrisi mineral,
menyebabkan klorosis di daun, nekrosis
dan absisi. WHO menyatakan di atas
konsentrasi maksimum, logam ini dapat
memberikan efek berbahaya terhadap
kesehatan
manusia.
Toksisitas
Pb
mempengaruhi terhadap sistem syaraf
pusat, ginjal dan tulang. Akumulasi Cd
dapat merusak hati dan ginjal serta organorgan yang berhubungan dengan sistem
saraf pusat, sistem imun, tulang dan dapat
menyebabkan kanker.
Akumulasi logam Cd (Gambar 2) di
tanaman lebih tinggi dari pada Pb. Hal ini
disebabkan karena mobilitas Cd di tanaman
lebih tinggi dari pada Pb. Tingginya
kandungan Pb dan Cd pada semua bagian
organ tanaman memungkinkan untuk
memanfaatkan tanaman ini sebagai upaya
remediasi perairan yang tercemar. Cd
bersifat lebih mobil sehingga lebih mudah
diserap tanaman dibanding Pb.
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
Gambar 2. Kandungan Cd pada organ tanaman
I. aquatica.
Gambar 1. Kandungan Pb pada organ tanaman
I. Aquatica
Kandungan logam baik Pb maupun Cd
secara umum lebih banyak terakumulasi di
akar dibanding daun dan batang. Menurut
Cheng, penyerapan logam berat oleh
tanaman dari dalam tanah sangat dominan
terakumulasi di akar yang kemudian
ditransport ke bagian lain pada tanaman.
Umumnya kandungan logam berat pada
bagian tanaman yang berada di bawah
permukaan tanah lebih tinggi dari pada
bagian tanaman di atas permukaan tanah.
Kandungan logam berat (Cu, Cd, Pb dan
Zn) pada I. aquatica terutama terakumulasi
di akar dan kandungannya berkurang di
daun dan batang. Kemampuan tanaman
menyerap logam berat dalam perairan
disebabkan
oleh
beberapa
faktor,
diantaranya konsentrasi logam di perairan,
jenis logam, jenis tanaman, lama
pemaparan, suhu dan pH.
Jenis logam berat jika jumlahnya
berlebih akan menyebabkan pencemaran.
Semua tanaman yang tumbuh di lingkungan
yang tercemar, akan mengakumulasi
logam-logam pada semua bagian akar,
batang, daun dan buah. Akumulasi dan
distribusi logam berat pada tanaman sangat
bergantung pada faktor lingkungan, jenis
tanaman, jenis logam, pH, kapasitas tukar
kation, DO, suhu dan sekresi oleh akar.
Pola akumulasi logam berat digambarkan
sebagai berikut; akar > daun > shoot
(batang) > buah dan akar lateral > akar
primer, daun tua > daun muda.
Jenis tumbuhan secara genetik sangat
beragam dalam kemampuannya untuk
toleran atau tidak terhadap unsur-unsur
tidak esensial seperti Ag, Al, Cd, Hg dan Pb
dalam jumlah yang meracuni. Pada jenis
tertentu unsur tersebut tertimbun di akar
dan hanya sedikit yang dibawa ke tajuk.
Akar dan tajuk pada jenis tertentu
mengandung unsur tersebut lebih tinggi
dibanding jenis lain. Faktor yang
mengendalikan akumulasi Pb dan Cd di
tanaman adalah konsentrasi dan jenis logam
di larutan tanah, pergerakan logam dari
tanah ke permukaan akar, transport logam
dari permukaan akar ke dalam akar dan
translokasinya dari akar ke tajuk tanaman.
KESIMPULAN
I. aquatica memiliki potensi dalam
meningkatkan faktor fisik dan kimia limbah
cair. Kandungan logam Pb dan Cd berbedabeda pada setiap organ tanaman.
Kandungan logam tertinggi terdapat pada
organ akar diikuti daun dan batang.
Akumulasi Cd lebih tinggi dibanding Pb
pada semua organ tanaman.
Penelitian lebih lanjut disarankan untuk
menggunakan tanaman lain yang berpotensi
fitoremediasi guna mengatasi masalah
pencemaran lingkungan.
Semirata 2013 FMIPA Unila |445
Wahyu Lestari Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi Limbah
Rumah Tangga
Applied Technology in Environmental
Sanitation, Vol.1, No.2, p.139 - 142.
DAFTAR PUSTAKA
G. Yusuf. (2008). Bioremediasi Limbah
Rumah Tangga Dengan Sistem Simulasi
Tanaman Air. Jurnal Bumi Lestari,
Vol.8, No 2, Agustus 2008 p.136 - 144.
I. Kohar, P. H. Hardjo, M. Jonatan, O.
Agustanti. (2004). Studi Kandungan
Logam Pb dalam Batang dan Daun
Kangkung (Ipomoea reptans) yang
Direbus dengan Penambahan NaCl dan
Asam Asetat. Makara Sains, Vol.8,
No.3, Desember 2004 p.85 - 88.
Prasetyorini dan S. Wardatun. (2011).
Analisis Kandungan Timbal, Tembaga
dan Arsen pada Daun Kangkung
(Ipomoea aquatica) yang Dijual di
Tempat yang Berbeda dengan Metode
Spektrofotometri
Serapan
Atom.
Ekologia, Vol.11, No.2, Oktober 2011
p.31-35.
S. Ghosh. (2010). Wetland Macrophytes as
Toxic
Metal
Accumulators.
International Journal of Environmental
Sciences, Vol.1, No.4, p.523 - 528.
B. J. Alloway. (1995). Heavy Metals in
Soils. Second Edition. Blackie Academic
& Professional. An Imprint of Chapman
& Hall. Glasgow.
J. I. Kumar, H. Nirmal, R. N. Soni, I.
Kumar, I. Bhatt. (2008). Macrophytes in
Phytoremediation of Heavy Metal
Contaminated Water and Sediments in
Pariyej Community Reserve, Gujarat,
India. Turkish Journal of Fisheries and
Aquatic Sciences, Vol. 8, p.193 - 200.
R. S. Visitacion, J. De Jesus, G. S. Su and
E. Ragragio. (2011). Germination and
Seedling Growth Responses of Water
Spinach (Ipomoea aquatica) and
Spinach (Spinacia Oleraceae) at
Varying Lead Concentrations. Journal of
446| Semirata 2013 FMIPA Unila
M. C. Baysa, R. R. S. Anuncio, M. L. G.
Chiombon, J. P. R. D. Cruz and J. R. O.
Ramelb. (2006). Lead and Cadmium
Contents in Ipomoea aquatica Forsk.
Grown in Laguna de Bay. Phillippine
Journal of Science, Vol.135, No 2,
December 2006 p.139 - 143.
Sugiharto. (2003). Dasar-Dasar Pengolahan
Air Limbah. Universitas Indonesia.
Jakarta.
S. P. Estuningsih, Juswardi, S. Muliandani.
(2011). Fitoremediasi Limbah Cair
Minyak Bumi dengan Menggunakan
Neptunia oleracea Lour. Prosiding
Seminar Nasional Bidang Ilmu MIPA
(SEMIRATA BKS-PTN B), Banjarmasin,
9-10 Mei 2011 p.296 - 305. ISBN 978-60298-9161-4.
S. Fardiaz. (2011). Polusi Air dan Udara.
Cetakan ke-14. Penerbit Kanisius.
Yogyakarta. ISBN 979-413-770-7.
Darmono. (2008). Lingkungan Hidup dan
Pencemaran, Hubungannya dengan
Toksikologi Senyawa Logam. UI-Press.
Jakarta. ISBN 979-456-217-3.
F. B. Salisbury dan C. W. Ross. (1992).
Plant Physiology. Fourth Edition.
Wadsworth
Publishing
Company.
Belmont. California.
S. Cheng. (2003). Heavy metals in Plants
and Phytoremediation. Review Articles
Heavy Metal Pollution in China.
Environ. Sci & Pollut Res, Vol.1, No.5
p.335 - 340.
S. Cheng, W. Grosse, F. Karrenbrock.
(2002). Efficiency of Constructed
Wetlands in Decontamination of Water
Polluted by Heavy Metals. Ecological
Engineering, Vol.18, No.3 p.317-325.
Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi
Limbah Rumah Tangga
Wahyu Lestari
Jurusan Biologi FMIPA Universitas Riau, Kampus Bina Widya Alamat email:
wayules@yahoo.com
Abstrak. Tanaman air secara umum memiliki kemampuan menetralisir komponen tertentu
sehingga sangat bermanfaat dalam proses pengolahan limbah cair. Tujuan penelitian untuk
mengetahui seberapa besar kemampuan fitoremediasi menggunakan tanaman Ipomoea
aquatica Forsk. terhadap peningkatan kualitas limbah rumah tangga dan mengetahui tingkat
akumulasi Pb dan Cd di tanaman. Limbah cair rumah tangga dikumpulkan dari beberapa
sumber pemukiman. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap dengan empat
perlakuan, yaitu pengenceran 100% (tanpa pengenceran), pengenceran 75, 50 dan 25%.
Parameter meliputi kualitas fisik dan kimia limbah serta kandungan Pb dan Cd dalam limbah
dan tanaman. Untuk mengetahui efek fitoremediasi terhadap kualitas limbah rumah tangga
dan kandungan logam digunakan analisis sidik ragam dan uji lanjut dengan uji BNT taraf
5%. Fitoremediasi oleh I. aquatica Forsk. mampu menurunkan suhu limbah pada
pengenceran 50 dan 25% serta meningkatkan pH dan oksigen terlarut. Akumulasi Pb dan Cd
pada masing-masing organ berbeda-beda. Kemampuan akumulasi Pb dan Cd tertinggi
berturut-turut adalah pada organ akar, daun dan batang. Tanaman I. aquatica Forsk. sangat
memungkinkan untuk dimanfaatkan pada proses fitoremediasi, namun tidak memungkinkan
untuk dikonsumsi.
Kata Kunci: Limbah cair rumah tangga, Ipomoea aquatica Forsk., akumulasi Pb dan Cd,
fitoremediasi.
PENDAHULUAN
Perluasan areal pemukiman akibat
kepadatan
penduduk
yang
tinggi
menyebabkan
peningkatan
aktivitas
manusia di rumah tangga. Hal ini
berdampak pada semakin besarnya volume
limbah dalam bentuk apapun yang
dihasilkan dari waktu ke waktu yang
tentunya menimbulkan dampak negatif
terhadap kelestarian lingkungan. Teknologi
pengolahan limbah cair rumah tangga di
berbagai tempat di tanah air masih banyak
belum terjangkau. Selain biaya yang mahal
dan penerapannya yang sulit, masih
kuatnya pemikiran dan anggapan sebagian
besar masyarakat bahwa pembuangan
limbah rumah tangga secara langsung ke
lingkungan tidak akan menimbulkan
dampak yang serius. Salah satu upaya
pemanfaatan sumberdaya alam yang
diketahui memiliki kaitan erat dengan
proses pengolahan limbah rumah tangga
adalah memanfaatkan jenis tanaman air
yang banyak tumbuh pada saluran buangan
limbah di sekitar pemukiman. Menurut
Yusuf, tanaman air memiliki kemampuan
secara umum untuk menetralisir komponenkomponen tertentu di dalam perairan dan
hal ini sangat bermanfaat dalam proses
pengolahan limbah cair.
Penggunaan tanaman air dalam proses
pengolahan limbah cair menyebabkan
terjadinya
proses
pertukaran
dan
penyerapan ion. Karenanya dalam kondisi
ini tanaman akan berperan dalam
menstabilkan beberapa faktor fisik dan
kimia perairan.
Ipomoea aquatica Forsk. (kangkung air)
merupakan tanaman air yang banyak
tumbuh pada saluran buangan limbah cair
sekitar pemukiman. Tanaman ini memiliki
daya adaptasi yang cukup luas karena dapat
Semirata 2013 FMIPA Unila |441
Wahyu Lestari Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi Limbah
Rumah Tangga
hidup pada berbagai kondisi iklim dan di
berbagai habitat.
I. aquatica termasuk salah satu tanaman
yang mudah menyerap logam berat dari
media tumbuhnya. Dalam kehidupan
sehari-hari di rumah tangga tanaman ini
banyak dikonsumsi. I. aquatica dapat
tumbuh dengan baik pada perairan yang
tidak terlalu dalam ataupun selokan. Sejauh
ini masih banyak masyarakat yang
memanfaatkan sayuran yang tumbuh di
selokan untuk dikonsumsi, padahal selokan
merupakan buangan limbah cair rumah
tangga.
I. aquatica yang tumbuh di lingkungan
tercemar kemungkinan akan mengandung
logam pencemar. I. aquatica adalah
tanaman yang potensial mengakumulasi
cadmium (Cd) dibanding tembaga (Pb),
tetapi tidak efektif mengakumulasi arsen
(Ar). Penyerapan Pb dan Cd oleh tanaman
pangan perlu mendapatkan perhatian karena
kedua logam berpotensi untuk meracuni
jika dikonsumsi. I. aquatica, merupakan
salah satu dari banyak spesies tanaman
yang digunakan untuk menguji kemampuan
fitoremediasi karena tanaman ini mampu
mengakumulasi logam berat seperti Zn, Cu
dan Pb pada konsentrasi tinggi. I. aquatica
adalah tanaman sayuran penting karena
banyak mengandung sumber nutrien dan
dibudidayakan secara luas terutama di
negara Asia serta dimanfaatkan untuk
fitoremediasi,
juga
berperan
dalam
pengaturan kualitas air.
Remediasi limbah cair rumah tangga
perlu diupayakan. Kemampuan I. aquatica
perlu diketahui untuk remediasi limbah cair
sehingga dapat dijadikan sebagai agen
fitoremediasi pada limbah cair dari buangan
rumah tangga. Penelitian dilakukan untuk
mengetahui fitoremediasi I. aquatica
terhadap peningkatan kualitas limbah
rumah tangga dan mengetahui tingkat
akumulasi Pb dan Cd pada tanaman.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan
informasi kepada masyarakat tentang
adanya kandungan logam pada I. aquatica
442| Semirata 2013 FMIPA Unila
yang sering dikonsumsi dari selokan,
walaupun tanaman ini diketahui dapat
menstabilkan sifat fisik dan kimia limbah.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan untuk menguji
kemampuan tanaman I. aquatica dalam
mengakumulasi logam Pb dan Cd sehingga
dapat meningkatkan kualitas limbah cair
rumah tangga Penelitian dilaksanakan pada
bulan Desember 2012 hingga Januari 2013
di lokasi perumahan jalan Garuda Sakti,
Panam Pekanbaru.
Bahan yang digunakan adalah tanaman I.
aquatica dan limbah cair rumah tangga.
Limbah cair dikumpulkan dari beberapa
sumber
pemukiman.
Limbah
cair
dimasukkan dalam wadah penampung lalu
dicampur rata dan di analisis sifat fisika dan
kimianya.
Pemberian limbah pada tanaman
percobaan dilakukan menurut rancangan
acak lengkap. Perlakuan adalah limbah
yang diencerkan dengan konsentrasi 25, 50,
75 dan 100% (tanpa pengenceran). Masingmasing konsentrasi kemudian di analisis
kembali sifat fisik dan kimianya.
Sebelum perlakuan, anakan I. aquatica
yang berasal dari perkecambahan biji
dipelihara pada media tumbuh air selama
dua minggu. Tanaman yang telah
diadaptasikan lalu ditumbuhkan dalam
wadah berisi limbah cair sesuai perlakuan.
Tanaman dipelihara dalam media limbah
cair selama satu bulan. Sampel limbah cair
selanjutnya di analisis kembali untuk
mengetahui kualitas fisik dan kimianya.
Kualitas fisik yang diukur meliputi suhu
dan kekeruhan, sedang kualitas kimia
meliputi pH dan O2 terlarut (DO). Analisis
kandungan Pb dan Cd pada sampel tanaman
dilakukan dengan metode spektrofotometri
serapan atom. Persiapan sampel tanaman
yang akan di analisis dilakukan dengan
menghancurkan 1 g bagian tanaman,
kemudian ditambahkan 10 ml HNO3 dan
dipanaskan pada suhu 90°C selama 20
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
menit. Selanjutnya suhu dinaikkan hingga
150°C selama 1 jam. Sampel didinginkan
dan disaring, selanjutnya ditambahkan
aquades hingga volume mencapai 25 ml.
Data yang diperoleh di analisis secara
statistik menggunakan Anova dan diuji
lanjut dengan BNT taraf 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara umum penggunaan tanaman I.
aquatica mampu merubah kualitas fisik dan
kimia limbah cair rumah tangga (Tabel 1).
Pengukuran suhu awal limbah cair sebelum
perlakuan adalah 29oC. Suhu pada akhir
pengamatan bervariasi mulai dari 25 hingga
27oC. Suhu perairan yang memungkinkan
berlangsungnya
kehidupan
normal
didalamnya baik hewan ataupun tumbuhan,
berkisar antara 22-25oC.
Penurunan kekeruhan terjadi sangat
signifikan. Penggunaan tanaman I. aquatica
mampu menurunkan tingkat kekeruhan
mulai dari 52,11% (47,67 NTU) hingga
78,02% (21,72 NTU) pada pengenceran
limbah cair 25%. Namun demikian bila
suatu perairan tingkat kekeruhannya lebih
dari 20 NTU, perairan ini masih dinyatakan
berbahaya bagi kehidupan biota di
dalamnya. Kondisi ini akan mengganggu
aktivitas serta metabolisme biota yang
berlangsung di dalam perairan.
Peningkatan pH limbah cair pada akhir
pengamatan terjadi untuk semua perlakuan
pengenceran. Hal ini menunjukkan bahwa,
tanaman I. aquatica memiliki potensi untuk
meningkatkan pH pada limbah cair rumah
tangga. Perlakuan pengenceran limbah cair
25% dapat meningkatkan pH menjadi 7,4.
Kisaran pH perairan 6-9 masih merupakan
kisaran pH normal bagi kehidupan biota
dalam suatu perairan. Hal ini disebabkan
karena berbagai proses kimia dan
mikrobiologi yang menghasilkan senyawa
berbahaya bagi kehidupan biota serta
kelestarian lingkungan tidak terjadi. Faktor
pH perlu dikaji dalam fitoremediasi karena
berpengaruh dengan kelarutan unsur hara
yang menyebabkan adanya pertumbuhan
bagi tanaman. Adanya perubahan pH pada
berbagai media berhubungan erat dengan
penyerapan nutrisi bagi pertumbuhan
tanaman. Pengambilan atau penyerapan
nutrisi yang optimal terjadi pada kisaran pH
tertentu.
pH
yang
sesuai
untuk
pertumbuhan tanaman berkisar antara 5,06,5. Bila terlalu rendah (7,0) dapat menghambat atau
menghentikan pertumbuhan suatu tanaman.
Konsentrasi O2 terlarut pada awal penelitian
tidak berbeda untuk setiap perlakuan
pengenceran. Penggunaan tanaman mampu
meningkatkan O2 terlarut dari limbah cair
agar limbah memenuhi syarat untuk dilepas
ke lingkungan. Perairan dengan kadar O2
terlarut 3-5 mg/l telah memenuhi syarat
untuk dilepas ke lingkungan karena pada
kondisi ini proses anaerob dalam perairan
dapat
dicegah
sehingga
kehidupan
organisme di dalamnya dapat berlangsung.
Oksigen terlarut merupakan kebutuhan
dasar untuk kehidupan tanaman dalam air.
Kehidupan tanaman dalam air tergantung
dari kemampuan air untuk mempertahankan
konsentrasi O2 minimal yang dibutuhkan
untuk kehidupan. Konsentrasi O2 terlarut
minimal untuk kehidupan biota tidak boleh
kurang dari 6 ppm. Konsentrasi O2 terlarut
dalam keadaan jenuh bervariasi tergantung
dari suhu dan tekanan atmosfir. Konsentrasi
O2 terlarut maksimum pada tekanan 1 atm
pada suhu 24-28oC berkisar antara 8,5-9,9
ppm. Konsentrasi O2 terlarut yang terlalu
rendah dan terlalu tinggi akan mengganggu
biota di perairan. Berdasar hasil penelitian
jelas terlihat bahwa I. aquatica memiliki
kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap
faktor fisik dan kimia limbah karena
mampu tumbuh pada kisaran suhu,
kekeruhan dan pH tinggi serta O2 terlarut
yang rendah.
Semirata 2013 FMIPA Unila |443
Wahyu Lestari Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi Limbah
Rumah Tangga
Tabel 1. Hasil pengukuran kualitas fisika dan kimia limbah cair rumah tangga
Pengenceran
(%)
100
75
50
25
Kualitas Fisik
Suhu ( C)
Kekeruhan (NTU)
Awal Akhir Awal
Akhir
29
27
99.53
47.67
29
26
99.38
42.39
29
25
98.89
33.04
29
25
98.82
21.72
o
Akumulasi Pb (Gambar 1) pada tiap
organ untuk setiap perlakuan pengenceran
tidak berbeda nyata, namun kemampuan
akar mengakumulai Pb lebih tinggi diikuti
oleh daun dan batang. Semakin rendah
konsentrasi
limbah
semakin
tinggi
penyerapan Pb oleh tumbuhan. Akumulasi
Pb pada organ batang lebih sedikit
dibanding daun, hal ini disebabkan karena
mobilitas Pb dari akar ke daun berlangsung
cepat.
I. aquatica merupakan tanaman yang
dimanfaatkan untuk dikonsumsi oleh
sebagian besar masyarakat. Adaptasinya
sangat tinggi karena dapat hidup pada
berbagai kondisi fisik dan kimia limbah
yang hampir belum memenuhi syarat bagi
pertumbuhan tanaman normal. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa kandungan
Pb pada organ akar berkisar antara 5,027,14 µg/g, batang 2,05-3,38 µg/g dan daun
4,30-5,96 µg/g.
Batas rekomendasi untuk kandungan Pb
yang ditetapkan oleh WHO terhadap bahan
makanan yang dikonsumsi manusia adalah
0,1-0,2 mg/kg. Bagian organ yang
dimanfaatkan untuk dikonsumsi adalah
batang dan terutama daun. Jika dilihat
kandungan Pb pada semua bagian organ
tanaman melebihi batas rekomendasi
kandungan Pb pada bahan makanan. I.
aquatica berpotensi digunakan sebagai
fitoremediator logam Pb namun dengan
kemampuan tersebut tanaman ini menjadi
tidak layak untuk dikonsumsi karena
444| Semirata 2013 FMIPA Unila
Awal
6.80
6.80
6.80
6.80
Kualitas Kimia
pH
DO (mg/l)
Akhir
Awal
Akhir
7.10
1.45
1.70
7.10
1.47
1.89
7.10
1.52
2.44
7.10
1.55
3.25
kandungan
Pbnya
melebihi
batas
rekomendasi. Hasil analisis Pb pada
tanaman kangkung darat (Ipomoea reptans)
yang di jual di pasaran oleh Kohar et al,
juga mendapatkan bahwa kadar Pb pada
bagian daun lebih tinggi dibanding batang,
hal
ini
menurut
Salisbury
dan
Rossndisebabkan karena setelah diserap
oleh akar, maka Pb di transfer ke daun
untuk diasimilasi lebih lanjut.
Pb dan Cd dalam tanaman menghambat
fotosintesis, pertumbuhan, mempengaruhi
keseimbangan air dan nutrisi mineral,
menyebabkan klorosis di daun, nekrosis
dan absisi. WHO menyatakan di atas
konsentrasi maksimum, logam ini dapat
memberikan efek berbahaya terhadap
kesehatan
manusia.
Toksisitas
Pb
mempengaruhi terhadap sistem syaraf
pusat, ginjal dan tulang. Akumulasi Cd
dapat merusak hati dan ginjal serta organorgan yang berhubungan dengan sistem
saraf pusat, sistem imun, tulang dan dapat
menyebabkan kanker.
Akumulasi logam Cd (Gambar 2) di
tanaman lebih tinggi dari pada Pb. Hal ini
disebabkan karena mobilitas Cd di tanaman
lebih tinggi dari pada Pb. Tingginya
kandungan Pb dan Cd pada semua bagian
organ tanaman memungkinkan untuk
memanfaatkan tanaman ini sebagai upaya
remediasi perairan yang tercemar. Cd
bersifat lebih mobil sehingga lebih mudah
diserap tanaman dibanding Pb.
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
Gambar 2. Kandungan Cd pada organ tanaman
I. aquatica.
Gambar 1. Kandungan Pb pada organ tanaman
I. Aquatica
Kandungan logam baik Pb maupun Cd
secara umum lebih banyak terakumulasi di
akar dibanding daun dan batang. Menurut
Cheng, penyerapan logam berat oleh
tanaman dari dalam tanah sangat dominan
terakumulasi di akar yang kemudian
ditransport ke bagian lain pada tanaman.
Umumnya kandungan logam berat pada
bagian tanaman yang berada di bawah
permukaan tanah lebih tinggi dari pada
bagian tanaman di atas permukaan tanah.
Kandungan logam berat (Cu, Cd, Pb dan
Zn) pada I. aquatica terutama terakumulasi
di akar dan kandungannya berkurang di
daun dan batang. Kemampuan tanaman
menyerap logam berat dalam perairan
disebabkan
oleh
beberapa
faktor,
diantaranya konsentrasi logam di perairan,
jenis logam, jenis tanaman, lama
pemaparan, suhu dan pH.
Jenis logam berat jika jumlahnya
berlebih akan menyebabkan pencemaran.
Semua tanaman yang tumbuh di lingkungan
yang tercemar, akan mengakumulasi
logam-logam pada semua bagian akar,
batang, daun dan buah. Akumulasi dan
distribusi logam berat pada tanaman sangat
bergantung pada faktor lingkungan, jenis
tanaman, jenis logam, pH, kapasitas tukar
kation, DO, suhu dan sekresi oleh akar.
Pola akumulasi logam berat digambarkan
sebagai berikut; akar > daun > shoot
(batang) > buah dan akar lateral > akar
primer, daun tua > daun muda.
Jenis tumbuhan secara genetik sangat
beragam dalam kemampuannya untuk
toleran atau tidak terhadap unsur-unsur
tidak esensial seperti Ag, Al, Cd, Hg dan Pb
dalam jumlah yang meracuni. Pada jenis
tertentu unsur tersebut tertimbun di akar
dan hanya sedikit yang dibawa ke tajuk.
Akar dan tajuk pada jenis tertentu
mengandung unsur tersebut lebih tinggi
dibanding jenis lain. Faktor yang
mengendalikan akumulasi Pb dan Cd di
tanaman adalah konsentrasi dan jenis logam
di larutan tanah, pergerakan logam dari
tanah ke permukaan akar, transport logam
dari permukaan akar ke dalam akar dan
translokasinya dari akar ke tajuk tanaman.
KESIMPULAN
I. aquatica memiliki potensi dalam
meningkatkan faktor fisik dan kimia limbah
cair. Kandungan logam Pb dan Cd berbedabeda pada setiap organ tanaman.
Kandungan logam tertinggi terdapat pada
organ akar diikuti daun dan batang.
Akumulasi Cd lebih tinggi dibanding Pb
pada semua organ tanaman.
Penelitian lebih lanjut disarankan untuk
menggunakan tanaman lain yang berpotensi
fitoremediasi guna mengatasi masalah
pencemaran lingkungan.
Semirata 2013 FMIPA Unila |445
Wahyu Lestari Penggunaan Ipomoea aquatica Forsk. untuk Fitoremediasi Limbah
Rumah Tangga
Applied Technology in Environmental
Sanitation, Vol.1, No.2, p.139 - 142.
DAFTAR PUSTAKA
G. Yusuf. (2008). Bioremediasi Limbah
Rumah Tangga Dengan Sistem Simulasi
Tanaman Air. Jurnal Bumi Lestari,
Vol.8, No 2, Agustus 2008 p.136 - 144.
I. Kohar, P. H. Hardjo, M. Jonatan, O.
Agustanti. (2004). Studi Kandungan
Logam Pb dalam Batang dan Daun
Kangkung (Ipomoea reptans) yang
Direbus dengan Penambahan NaCl dan
Asam Asetat. Makara Sains, Vol.8,
No.3, Desember 2004 p.85 - 88.
Prasetyorini dan S. Wardatun. (2011).
Analisis Kandungan Timbal, Tembaga
dan Arsen pada Daun Kangkung
(Ipomoea aquatica) yang Dijual di
Tempat yang Berbeda dengan Metode
Spektrofotometri
Serapan
Atom.
Ekologia, Vol.11, No.2, Oktober 2011
p.31-35.
S. Ghosh. (2010). Wetland Macrophytes as
Toxic
Metal
Accumulators.
International Journal of Environmental
Sciences, Vol.1, No.4, p.523 - 528.
B. J. Alloway. (1995). Heavy Metals in
Soils. Second Edition. Blackie Academic
& Professional. An Imprint of Chapman
& Hall. Glasgow.
J. I. Kumar, H. Nirmal, R. N. Soni, I.
Kumar, I. Bhatt. (2008). Macrophytes in
Phytoremediation of Heavy Metal
Contaminated Water and Sediments in
Pariyej Community Reserve, Gujarat,
India. Turkish Journal of Fisheries and
Aquatic Sciences, Vol. 8, p.193 - 200.
R. S. Visitacion, J. De Jesus, G. S. Su and
E. Ragragio. (2011). Germination and
Seedling Growth Responses of Water
Spinach (Ipomoea aquatica) and
Spinach (Spinacia Oleraceae) at
Varying Lead Concentrations. Journal of
446| Semirata 2013 FMIPA Unila
M. C. Baysa, R. R. S. Anuncio, M. L. G.
Chiombon, J. P. R. D. Cruz and J. R. O.
Ramelb. (2006). Lead and Cadmium
Contents in Ipomoea aquatica Forsk.
Grown in Laguna de Bay. Phillippine
Journal of Science, Vol.135, No 2,
December 2006 p.139 - 143.
Sugiharto. (2003). Dasar-Dasar Pengolahan
Air Limbah. Universitas Indonesia.
Jakarta.
S. P. Estuningsih, Juswardi, S. Muliandani.
(2011). Fitoremediasi Limbah Cair
Minyak Bumi dengan Menggunakan
Neptunia oleracea Lour. Prosiding
Seminar Nasional Bidang Ilmu MIPA
(SEMIRATA BKS-PTN B), Banjarmasin,
9-10 Mei 2011 p.296 - 305. ISBN 978-60298-9161-4.
S. Fardiaz. (2011). Polusi Air dan Udara.
Cetakan ke-14. Penerbit Kanisius.
Yogyakarta. ISBN 979-413-770-7.
Darmono. (2008). Lingkungan Hidup dan
Pencemaran, Hubungannya dengan
Toksikologi Senyawa Logam. UI-Press.
Jakarta. ISBN 979-456-217-3.
F. B. Salisbury dan C. W. Ross. (1992).
Plant Physiology. Fourth Edition.
Wadsworth
Publishing
Company.
Belmont. California.
S. Cheng. (2003). Heavy metals in Plants
and Phytoremediation. Review Articles
Heavy Metal Pollution in China.
Environ. Sci & Pollut Res, Vol.1, No.5
p.335 - 340.
S. Cheng, W. Grosse, F. Karrenbrock.
(2002). Efficiency of Constructed
Wetlands in Decontamination of Water
Polluted by Heavy Metals. Ecological
Engineering, Vol.18, No.3 p.317-325.