## EFISIENSI PENYERAPAN LOGAM BERAT TEMBAGA (Cu)
OLEH TUMBUHAN KANGKUNG AIR ( Ipomoae aquatica Forks)

## DENGAN WAKTU KONTAK YANG BERBEDA
Disusun oleh :
Elawati, Novri Y. Kandowangko, Djuna Lamondo, Sabriana Oktaviana Gintulangi Program Studi Pendidikan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Gorontalo e-mail: Elawati_ntugi@yahoo.com.id

## ABSTRAK
Elawati.2015. Efisiensi  Penyerapan  Logam  Berat  Tembaga  (Cu)  Oleh  Tumbuhan  Kangkung  Air ( Ipomoae  aquatica Forks)  Dengan  Waktu  Kontak  Yang  Berbeda.  Skripsi.  Jurusan  Pendidikan Biologi, Fakultas Matematika dan IPA, Universitas Negeri Gorontalo. Dr. Novri Y. Kandowangko M.P sebagai Pembimbing I dan Dr. Djuna Lamondo, M.Si sebagai Pembimbing II. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  efisiensi  penyerapan  logam    berat  tembaga  (Cu)  oleh tumbuhan kangkung air ( Ipomoea aquatica Forks) pada waktu kontak yang berbeda. Penelitian ini adalah penelitian eksperimen dengan menggunakan 4 perlakuan, yakni waktu kontak selama 7, 14, 21,  dan  28  hari.  Kemudian  setiap  wadah  diberikan  Cu(NO 3 )  dengan  konsentrasi  40  ppm. Pengukuran  akumulasi  logam  Cu  pada  tumbuhan  kangkung  air  dengan    menggunakan Atomic Absorpsion  Spektofotometri (AAS).  Hasil  penelitian  menunjukan  bahwa  penyerapan  tumbuhan kangkung  air  yaitu  pada  hari  ke-7,  kangkung  air  menyerap  logam  berat  Cu  sebanyak  26,27  ppm atau sekitar 65,67 %, pada hari ke-14 menyerap sebesar 28,25 ppm atau sekitar 70,62 %, hari ke- 21 menyerap sebesar 26,38 ppm atau sekitar 65,95 % dan hari ke-28  menyerap sebesar 24,5 ppm atau sekitar 61,25 % yang terserap.
Kata kunci: Efisiensi Penyerapan, logam Cu, kangkung air ( Ipomoae aquatica Forks)

## PENDAHULUAN
Pencemaran  lingkungan  air  terjadi karena  pembuangan  limbah  yang  dihasilkan industri  yang  dibuang  ke  badan  air.  Pada dasarnya  limbah  industri  terbagi  atas  limbah cair,  padat  dan  gas.  Limbah  industri  ini merupakan bahan toksik yang sangat berbahaya  bagi  makhluk  hidup,  terutama yang  melibatkan  logam  berat  dalam  proses produksinya. Logam berat merupakan komponen  yang  banyak  terdapat  di  alam, beberapa diantaranya berperan dalam kehidupan makhluk hidup sedangkan
sebagian  merupakan  kelompok  bahan  toksik yang  berbahaya  jika  melebihi  kapasitasnya (Alfa, 2003).
Logam  Cu  merupakan  salah  satu logam  yang  dihasilkan  oleh  industri.  Logam Cu  digolongkan  kedalam  logam  berat
esensial dalam konsentrasi yang sangat kecil, akan  tetapi  bila  pada  kosentrasi tinggi  logam Cu  akan  menjadi  racun  bagi  makhluk  hidup. Menurut  Hardiani  (2009)  logam  Cu  yang merupakan  polutan  cukup  tinggi  didalam limbah industri kertas. Hal ini mengakibatkan pembuangan limbah industri ke badan sungai dan  laut sehingga  biota  dan  tumbuhan  yang hidup  dalam  perairan  tersebut  mengalami paparan  logam  berat  Cu  yang  nantinya  akan terakumulasi  dalam  tubuh  dan  akhirnya  akan sampai terakumulasi pada manusia.
Logam  berat  Cu  mengkontaminasi lingkungan  air  dapat  memberikan  pengaruh buruk  pada  biota  dengan  terhambatnya metabolisme  karena  terjadi  kerusakan  dan penurunan  kerja  enzim.  Selain  itu  logam berat  Cu  juga  memberikan  efek  negatif  pada tanaman  jika  terakumulasi  terlalu  tinggi.
Dalam  penelitian  yang  dilakukan  oleh Rokhmah (2008) logam berat Cu
mengakibatkan  pertumbuhan  tanaman  padi ( Oriza  sativa )  mengalami  penurunan  serta mengakibatkan  jumlah  daun  berkurang. Kemudian  pada  tumbuhan  kangkung  darat, logam Cu dapat mengakibatkan akar menjadi kerdil  dan  daun  mengalami  klorosis,  hal  ini terjadi  karena  adanya  penghambatan  enzim yang  berfungsi  dalam  sintesis  klorofil (Monita, dkk 2013).
Menurut  Widaningrum  (2007)  bentuk tembaga  berupa  debu  sehingga  masuknya logam  berat Cu melalui  jalur pernapasan dan efek terhadap tubuh manusia terbagi atas tiga yaitu pertama adalah berikatan dengan gugus sulfhidril  sehingga  fungsi  kerja  enzim  pada jaringan  tubuh  akan  terganggu.  Mekanisme yang  kedua  adalah  berikatan  dengan  enzim pada  siklus  Krebs  sehingga  proses  oksidasi fosforilasi  tidak  terjadi.  Mekanisme  yang ketiga  adalah  dengan  efek  langsung  pada jaringan  yang  terkena  yang  menyebabkan kematian  (nekrosis)  pada  lambung  dan saluran  pencernaan,  kerusakan  pembuluh darah,  perubahan  degenerasi  pada  hati  dan ginjal.
Dengan melihat potensi bahaya logam Cu  maka  dibutuhkan  suatu  alternatif    yang dapat  diaplikasikan  guna  untuk  mengurangi kebaradaan  logam  Cu  sebagai  pencemar lingkungan. Salah satu cara untuk membersihkan lingkungan yang terkontaminasi  yaitu  menggunakan  tanaman dengan metode fitoremediasi. Menurut
Muliadi  (2013)  fitoremediasi  merupakan teknologi  alternatif  yang  dapat  digunakan untuk membersihkan lingkungan yang tercemar  logam  berat  dengan  memanfaatkan kemampuan  tanaman  untuk  menyerap  dan mengakumulasi logam.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk efisiensi  penyerapan  logam  berat  tembaga (Cu)  oleh  tumbuhan  kangkung  air  ( Ipomoea aquatica Forks)  pada  waktu  kontak  yang berbeda.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  penelitian eksperimen dengan menggunakan 4
perlakuan  yakni selama 7, 14, 21,dan 28 hari dan  setiap  media  tanam  diberikan  Cu(NO 3 ) 2 dengan konsentrasi 40 ppm.
HASIL PENELITIAN DAN

## PEMBAHASAN

## Deskripsi Hasil Penelitian
Analisis  penelitian  yang  dilakukan  di Laboratorium  Kimia  Universitas  Negeri
Gorontalo, menggunakan Atomic Absorpsion Spektofotometri (AAS). Sampel yang dianalisis  yaitu  tumbuhan  kangkung  air  yang diberi  perlakuan  pada  hari  ke-7,  14,  21,  dan 28.  Akumulasi  logam  tertinggi  pada  hari  ke- 14  sebesar  28,25  atau  sekitar  70,62  %  dan Grafik efisiensi disajikan pada Tabel 4.1 dan Gambar 4.1.
Tabel 4.1 Efisiensi logam Tembaga (Cu) pada tumbuhan kangkung air ( Ipomoae aquatica Forks) Waktu kontak (hari) Penyerapan logam Cu (ppm) Efisiensi Cu (%) 7 26,27 65,67 14 28,25 70,62 21 26,38 65,95 28 24,5 61,25 Sumber : Laboratorium Kimia UNG, 2015
Dari  tabel  di  atas  terlihat  bahwa akumulasi  logam  Cu  perbedaannya  sangat
rendah.  Berdasarkan  hasil  analisa  dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom
26.27 28.25 26.38 24.5 65.67 70.62 65.95 61.25 0 20 40 60 80 100 120 Minggu I Minggu II Minggu III Minggu IV Efi si en si (% ) Waktu Kontak (MSA) Efisiensi Cu (%) Akumulasi Cu (ppm)
didapatkan  hasil  bahwa  penyerapan  oleh tumbuhan  kangkung  air  yaitu  pada  hari  ke-7 kangkung  air  menyerap  logam  berat  Cu sebanyak  26,27  ppm  atau  sekitar  65,67  %, hari ke-14  menyerap  sebesar 28,25  ppm atau
sekitar 70,62%, hari ke-21` menyerap sebesar 26,38 ppm atau sekitar  65,95  % dan  hari ke- 28  menyerap  sebesar  24,5  ppm  atau  sekitar 61,25 % yang terserap.
Gambar 4.1 Grafik Efisiensi penyerapan logam Cu pada kangkung air Deskripsi Akumulasi dan Efisiensi Penyerapan Logam Berat Cu Oleh Tumbuhan Kangkung Air
Tanaman kangkung air termasuk salah satu  tanaman  yang  mudah  menyerap  logam berat  dari  media  tumbuhnya.  Beberapa penelitian  membuktikan  bahwa  tanaman kangkung  air  dapat  menyerap  logam  berat seperti  Pb  dan  Cr,  karena  pada  kangkung  air terdapat  kandungan  protein  dan  karbohidrat. Hal  ini  yang  menjelaskan  bahwa  kangkung air  sebagai  biomassa.  Biomassa  merupakan bahan  yang  berasal  dari  zat-zat  organik  yang dapat diperbahurui.
Biomassa dapat mengadsorpsi  ion  logam  disebabkan  adanya kandungan  protein  dan  selulosanya.  Gugus yang  berperan  dalam  protein  adalah  asam amino,  sulfidril  dan  dalam  selulosa  adalah hidroksil.  Menurut  Lakitan  (1993)  kedua gugus  tersebut  dapat  berperan  sebagai penukar  ion  dan  sebagai  adsorben  terhadap logam  berat.  Protein  tersusun  dari  beberapa asam  amino  yang  apabila  larut  dalam  air gugus  karboksilat  (COOH)  akan  melepaskan ion  H + dan  gugus  amina  (NH2)  dan  akan menerima  ion  H + membentuk  NH3 +. Ion tersebut  sangat  reaktif  untuk  berikatan dengan ion-ion logam sedangkan
karbohidratnya yaitu selulosa memiliki gugus fungsional  yaitu  gugus  hidroksil  (-OH).
Gugus  ini  dapat  berinteraksi  dengan  gugus lain  yaitu  -O,-N  dan  –S  membentuk  ikatan hidrogen  atau  ikatan  koordinasi.  Ikatan  yang terjadi  antara  ion  logam  dengan  selulosa dapat terjadi melalui ikatan hidrogen (Poedjiadi, 2007 dalam Suhud dkk 2012).
Pada hasil penelitian ini pada hari ke-7 kangkung air mengakumulasi logam Cu yaitu sebesar    26,27  ppm  atau  sekitar  65,67  %. Morfologi  tumbuhan  kangkung  air  mulai tidak  subur  dan  daunnya  layu  karna  efek tembaga  yang    menghambat  pertumbuhan awal  kangkung  air  dengan  adanya  kenaikan konsentrasi  tembaga.  Namun  pada  fase  ini tumbuhan kangkung air sudah mulai beradaptasi  dengan  lingkungan.  Kemampuan akumulasi logam Cu oleh kangkung air dapat dilihat  bahwa  pada  hari  ke-14  akumulasi kangkung  air  paling  banyak  yaitu  sekitar 28,25  ppm  atau  sekitar  70,62  %.  Hal  ini disebabkan  karena  tumbuhan  kangkung  air sudah  beradaptasi  dengan  lingkungan  logam Cu  sehingga  proses  penyerapan  logam  Cu sangat efektif kemudian pertumbuhan kangkung  air  sangat  baik  dengan  ditandai adanya  pertumbuhan  tunas  yang  banyak. Pada  fase  ini  tumbuhan  kangkung  air
menyerap  logam  Cu  secara  efektif  karena dibantu  oleh  zat  penghelat  berupa  zat organik. Zat yang disebut dengan fitokhelatin dalam  tumbuhan membentuk  kompleks dengan  logam  berat  dan  berfungsi  sebagai pengikat  logam  berat.  Fitokhelatin  ini  dapat disintesis  secara  enzimatik  dari  glutation yang memberikan respon terhadap ion logam (Cobbet, 2000).
Menurut Suhud (2012) proses
penyerapan  kangkung  air  dipengaruhi  oleh pH    larutan  dan  konsentrasi  larutan.  pH  4
merupakan  pH  yang  paling  efektif  dalam proses  penyerapan  logam  Cu.  Hal  ini diperkuat  dengan  data  sekunder yang diperoleh  pada  hasil  pengukuran  pH  sebesar 5  dan  pengukuran  suhu  30 0 C  yang  di  mana menurut  pendapat  Arman  (2010)  pada  suhu 30 0 C  merupakan  suhu  optimum  untuk tumbuhan  dapat  menyerap  logam  secara efektif.
Kemudian hari ke-21 akumulasi kangkung  air  menurun  yaitu  sebesar  26,28 ppm  atau  sekitar  65,95  %.    Pada  hari  ke-28 akumulasi  kangkung  air  lebih  menurun  yaitu sebesar  24,5  ppm  atau  sekitar  61,25  %  yang terserap.  Hal  ini  disebabkan  karena  adanya akumulasi logam Cu yang sudah mengakibatkan tumbuhan mengalami keracunan sehingga mengakibatkan zat pengkhelat  tidak  diproduksi  lagi  karena enzim  untuk  pembentukan  zat  ini  sudah mengalami perubahan oleh adanya logam Cu, menurut lakitan beberapa enzim dapat inaktif karena  adanya  inhibitor  berupa  logam  Cu yang  dapat  berikatan  dengan  gugu  yang  ada pada  asam  amino,  hal  ini  ditandai  dengan adanya  kerusakan  pada  jaringan  daun  yang mengalami klorosis dan  nekrosis. Daun  yang mengalami  klorosis  dan  nekrosis  karena enzim yang memproduksi klorofil mengalami kerusakan  pada  struktur  sulfidril  dimana  Cu berikatan dengan gugus ini sehingga mengakibatkan  enzim  tidak  aktif  bekerja. Menurut  Suharno  (2013)  pada  konsentrasi tinggi  logam  Cu  akan  menganggu  aktifitas kerja  enzim  dengan  memodifikasi  struktur protein  atau  menganti  elemen  penting  yang mengakibatkan gejala defisiensi.
Kandungan logam berat yang berlebih dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan, penurunan produktivitas tanaman, serta dapat menyebabkan kematian. Akumulasi Cu pada tanaman selain menyebabkan  tanaman  kerdil  dan  klorosis pada  daun  juga  menyebabkan  pengurangan tingkat fotosintesis, perusakan struktur kloroplas,  terganggunya  proses  transport elektron selama fotosintesis,
serta berkurangnya  kerapatan  kloroplas  (Monita 2013).  Penyerapan  tembaga  berlawanan dengan penyerapan zat besi. Jumlah tembaga yang  terlalu  kecil  menyebabkan  zat  besi terakumulasi  dalam  tanaman  dan  jumlah tembaga  yang  terlalu  banyak  menyebabkan gejala  klorosis  yang  terjadi  hampir  disetiap pertumbuhan  baru.  Fungsi  Fe  antara  lain sebagai  penyusun  klorofil,  protein,  dan enzim.  Toksisitas  Cu  ini  akan  menghambat proses  fotosintesis  dan  toksisitas  Cu  sejalan dengan defisiensi Fe. Defisiensi Fe pada daun akan  menyebabkan  klorosis  pada  daun, ditandai dengan menguningnya daun.
Menurut Lahuddin (2007), Akumulasi Cu  pada  tanaman  selain  menyebabkan klorosis  pada  daun  juga  menyebabkan pengurangan  tingkat  fotosintesis,  perusakan struktur  kloroplas,  terganggunya  proses transport  elektron  selama  fotosintesis,  serta berkurangnya  kerapatan  kloroplas.  Menurut Sagita (2002) akumulasi Cu terlihat tinggi di akar,  hal  ini  dikarenakan  akar  langsung bersinggungan dengan media tanah terkontaminasi  Cu,  melalui  akar  Cu  diserap oleh  tanaman  kemudian  didistribusikan  ke daun  melalui  batang.  Kemudian  kelebihan tembaga  berakibat  tanaman  tumbuh  kerdil, percabangan  terbatas,  pembentukan  akar terhambat, akar menebal dan berwarna gelap.
Semua  logam  berat  tersebut  dapat berpotensi mencemari tumbuhan. Mekanisme pencemaran  logam  secara  biokimia  pada tumbuhan yang terbagi ke dalam enam proses yaitu: Logam dapat mengganggu fungsi kerja enzim,  Logam  sebagai  anti  metabolit,  logam membentuk  lapisan  endapan  yang  stabil (kelat)  dengan  metabolit  esensial,  logam sebagai  katalis  dekomposisi  pada  metabolit esensial,  logam  mengubah  permeabilitas
membran  sel,  logam  menggantikan  struktur dan  elektrokimia  unsur  yang  paling  penting dalam sel.

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa tumbuhan  kangkung  air  ( Ipomoea  aquatica Forks)  menyerap  logam  berat  Cu  secara efisien.  Dilihat  dari  perhitungan  rumus efisiensi,  penyerapan  logam  secara  efektif terjadi  pada  hari  ke-14  dengan  nilai akumulasi  dan  efesiensi  penyerapan  sebesar 28,25  ppm  atau  sebesar  70,62  %,  semakin lama  waktu  kontak  yang  diberikan  maka semakin rendah penyerapan tumbuhan kangkung air. Saran Berdasarkan kesimpulan hasil penelitian peneliti mengharapkan agar
perlunya  dilakukan  penelitian  lanjutan  untuk tentang  variasi  konsentrasi  logam  berat  dan melihat  kandungan  logam  Cu  pada  bagian organ akar, batang dan daun pada kangkung air ( Ipomoae aquatica Forks).

## DAFTAR PUSTAKA
Alfa  D.  Fitriani.  2003.  Kemampuan  Genjer, Kangkung  Air, Dan Selada  Air Untuk Menurunkan Kosentrasi Logam Timbal  (Pb)  Di  Dalam  Air.  Skripsi, Institut Pertanian Bogor. http://www.repository.ipb.ac.id. Diakses tanggal 28 Februari 2015. Arman  Budi,  F.  Nisma.  2010,  Pengaruh
Umur  Eceng  Gondok  ( Eichornia crassipes )  dan  Genjer  ( Limnocharis flava )  Terhadap  Penyerapan  Logam Pb,  Cd  dan  Cu  dalam  Ember Perlakuan Dengan Metode Spektofometri  Serapan  Atom.  Jurusan Farmasi.  FMIPA  UHAMKA,  Jakarta. Jurnal  Farmasains  Vol.1  No  2,
Oktober 2010.
Hardiani.  H , 2009.  Potensi  Tanaman  Dalam Mengakumulasi  Logam  Cu  Pada
Media  Tanah  Terkontaminasi  Limbah Padat  Industri  Kertas.
Balai  Besar Pulp  Dan  Kertas,  Bandung.  Bs,  vol. 44, no. 1, Juni 2009: 27 – 40. Lakitan Benyamin 1993, Dasar-dasar Fisiologi  Tumbuhan.  Raja  Grafindo Persada Jakarta Muliadi,  D.  Liestianty,  Yanny,  S.  Sumarna, 2013.  Fitoremediasi,  Akumulasi  Dan Distribusi Logam Berat Nikel, Cadmium  Dan  Chromium  Dalam Tanaman ( Ipomea reptana ).  Prosiding Seminar Nasional Kimia Dan Pendidikan  Kimia.  HKI  Sumatera Barat, 7 Desember 2013. Monita Risca, T. Purnomo, D. Budiono 2013. Kandungan Klorofil Tanaman Kangkung  Air  ( Ipomoea  aquatica )
Akibat  Pemberian  Logam  Kadmium (Cd)  pada  Berbagai  Konsentrasi.
Universitas  Negeri  Surabaya.  Jurnal LenteraBio  ISSN:  2252-3979  Vol.  2
No. 3, September 2013: 247–251
Rokhmah Fatkhiyatur, 2008.Pengaruh toksisitas  Cu  terhadap  pertumbuhan dan  produksi  padi  ( Oryza  sativa L.) serta    upaya  perbaikannya  dengan pupuk penawar racun. Skripsi, Fakultas  pertanian,Institut  pertanian bogor.
Suhud  Iffatunniswah,V.Tiwow,  Baharuddin Hamzah.,2012.Adsorpsi Ion Kadmium (II)  Dari  larutannya  Menggunakan Biomassa Akar Dan Batang Kangkung
Air ( Ipomoea aquatica Forks). Pendidikan  Kimia/FIKP-University  of Tadulako, Palu. Widaningrum, Miskiyah, Suismono, 2007.Bahaya kontaminasi logam berat dalam sayuran dan alternatif pencegahan  cemarannya.Balai  Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian.Vol.3