## Penurunan Konsentrasi Pb dengan Metode Fitoremediasi Menggunakan Tumbuhan Jeringau (Acorus calamus)
Suhar 1 , Eka Marya Mistar 2 * , Ida Hasmita 3 , Nurul Aflah 4 , Ika Rezvani Aprita 5
1,2,3 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Serambi Mekkah, Indonesia
4 Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Indonesia
5 Program Studi Teknologi Pengolahan Hasil Ternak, Politeknik Indonesia Venezuela, Indonesia * Koresponden email : eka.marya.mistar@serambimekkah.ac.id
Diterima: 14 Desember 2022 Disetujui: 9  Januari 2023

## Abstract
Industrial  activities  have  led  to  the  aquatic  environment  degradation.  One  of  the  pollutants  is  lead  (Pb) which has a dangerous toxic effect, cannot be decomposed and is mutagenic. High levels of Pb in waters can result in the death of aquatic biota and pose a threat to human health. This study examined the ability of the Jeringau plant ( Acorus calamus ) to absorb Pb. The Jeringau plant is taken from the river bank, with a length of 20 cm, has many leaves and roots. Artificial Pb waste was made with various concentrations of 0.5 mg/L, 1 mg/L and 2 mg/L. Furthermore, the Jeringau plant was put into a reactor containing Pb waste and observed for 9 days. The obtained results showed that Pb concentration decreased at the ninth day of 0.03 mg/L, 0.067 mg/L and 0.201 mg/L.
Keywords : phytoremediation, jeringau (Acorus calamus), Pb, lead, heavy metal

## Abstrak
Kegiatan  industri  telah  menyebabkan  peningkatan  degradasi  lingkungan  perairan.  Salah  satu  pencemar yaitu timbal (Pb) yang memiliki efek toksik yang berbahaya, tidak dapat terurai dan mutagenik. Kadar Pb yang tinggi di perairan dapat mengakibatkan kematian biota air dan menjadi ancaman terhadap kesehatan manusia. Penelitian ini mengkaji kemampuan tumbuhan Jeringau ( Acorus calamus ) terhadap penyerapan limbah Pb. Tumbuhan jeringau diambil dari pinggir sungai, dengan panjang 20 cm, memiliki banyak daun serta akar. Limbah Pb buatan dibuat dengan variasi konsentrasi 0,5 mg/L, 1 mg/L dan 2 mg/L. Selanjutnya tumbuhan  Jeringau dimasukkan ke  dalam  reaktor  yang berisikan  limbah  Pb  dan dilakukan  pengamatan selama 9 Hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Jeringau dapat menurunkan konsentrasi Pb yaitu dari 0,03 mg/L, 0,067 mg/L dan 0,201 mg/L.
Kata kunci : fitoremediasi, jeringau (Acorus calamus), Pb, timbal, logam berat

## 1. Latar Belakang
Logam  berat  beracun  seperti  timbal  Pb(II)  di  air  adalah  polutan  yang  serius  dan  telah  menjadi perhatian besar di seluruh dunia [1]. Timbal (Pb) biasanya ditemukan dalam bijih besi. Logam ini sering digunakan dalam industri modern seperti dalam perpipaan air dikarenakan materialnya tahan akan korosi. Pb(II) adalah racun yang dikenal memiliki efek toksik yang tidak dapat diubah pada organisme hidup dan lingkungan [2]. Pb juga digunakan dalam pembuatan baterai, cat, campuran bahan bakar bensin. Karena timbal dapat dengan mudah dicairkan, dan didaur ulang sehingga dapat dilakukan di unit industri skala kecil dan bengkel pinggir jalan. Karena sistem pengolahan dan pembuangan air limbah yang efisien dari unit-unit ini masih kurang di sebagian besar pusat perkotaan di negara-negara berkembang, pencemaran timbal pada badan air alami terus berlanjut. Ion Pb (II) dilaporkan terakumulasi dalam kerangka manusia yang kemudian menggantikan kalsium dan melemahkan tulang, menyebabkan kerusakan permanen pada organ vital seperti otak, hati, paru-paru dan ginjal [3].
Logam berat memasuki ekosistem melalui sumber alami maupun antropogenik. Secara alami, logam berat berasosiasi dengan letusan gunung berapi, erosi angin dan kebakaran hutan. Logam dari sumber alam menyebabkan  lebih  sedikit  kerusakan  lingkungan  secara  umum,  sedangkan  logam  dari  sumber antropogenik seperti pembangkit listrik tenaga panas, tambang, pengecoran dan pertanian menimbulkan ancaman bagi umat manusia [4]. Tidak seperti kontaminan organik, logam berat tidak dapat terurai secara hayati, dan menimbulkan perhatian kritis bagi organisme hidup dan lingkungan melalui aksinya sebagai senyawa karsinogenik dan mutagenik [5].
Mekanisme  pengolahan  yang  sederhana  [6],  hemat  biaya  namun  cukup  efisien  perlu  ditemukan untuk  timbal  dan  logam  berat  lainnya.  Fitoremediasi  dapat  menjadi  solusi  yang  layak  untuk  mengatasi masalah  ini  [7].  Fitoremediasi  adalah  metode  inovatif  dan  mendalam  untuk  membersihkan  logam berat yang  telah  dilepaskan  oleh  aktivitas  manusia  ke  lingkungan  dan  dimana  logam  tersebut  telah  bertahan selama bertahun-tahun. Fitoremediasi menggunakan media tumbuhan untuk memulihkan tanah dan sumber air yang terkontaminasi [8][9]. Hal ini karena tanaman memiliki efek yang lebih langsung pada tingkat kontaminan  melalui  fitoekstraksi,  yang  mengonsentrasikan  kontaminan  (misalnya,  logam  berat)  dari lingkungan  ke  jaringan  tanaman.  Beberapa  penelitian  telah  melaporkan  beragam  jenis  tumbuhan  yang berpotensi  mengekstraksi Pb dari lokasi yang terkontaminasi seperti yang disajikan dalam Tabel 1 .
Tabel 1. Tumbuhan yang berpotensi  menyerap Pb Penelitian Jenis tanaman Ma et al, 2020 [10] Acorus calamus Saad dkk., 2020 [8] Spinacia Oleracea dan aquatica Forsk Hapsari dkk., 2018 [11] Ipomoea aquatica Chanu and Gupta, 2016 [7] Aquatica Forsk Yuan dkk., 2016 [12] Alternanthera Sugiyanto dan Kasitowati, 2016 [13] Enhalus acoroides Caroline dan Moa, 2015 [14] Echinodorus palaefolius Basri dan Hamzah. 2015 [15] Acorus calamus Rossi dkk., 2014 [16] Eichornia crassipes Anam dkk, 2013 [17] Equisetum Hyemale Basile dkk., 2012 [18] Leptodictyum riparium Hu dkk., 2010 [19] Potamogeton crispus dan Sagittaria sagittifolia Piotrowska dkk., 2010 [20] Wolffia arrhiza
Pada  penelitian  ini,  proses  fitoremediasi  dilakukan  menggunakan  tumbuhan  jeringau. Acorus calamus merupakan  keluarga Acoraceae ,  suatu  tumbuhan  berbonggol  dengan  daun  berbentuk  pedang, rimpang dan tumbuh merayap [21]. Jeringau (Acorus calamus) merupakan tumbuhan herba menahun yang banyak tumbuh pada lingkungan lembab dan basah seperti rawa, kolam, pinggir sungai dan danau [22]. Di Indonesia,  Jeringau  banyak  dimanfaatkan  untuk  pengobatan  berbagai  penyakit  antara  lain  sakit  perut, demam, cacingan, pasca melahirkan dan perawatan bayi, serta masuk angin [23].

## 2. Metode penelitian
Tumbuhan jeringau diambil dari pinggir sungai sebanyak 9 batang dengan panjang 20 cm kemudian dibersihkan dan diaklimatisasi selama 24 jam.  Selanjutnya dimasukkan ke dalam reaktor yang berisikan limbah Pb buatan. Larutan Pb dibuat dengan variasi konsentrasi 0.5 mg/L, 1 mg/L dan 2 mg/L. Kemudian dilakukan pengambilan sampel air pada hari ke 1, 3, 5, 7 dan 9 yang selanjutnya dibawa ke laboratorium untuk  dianalisa  konsentrasi  Pb  menggunakan  AAS (Atomic  Absorption  Spectrophotometry) .  Proses penyerapan Pb oleh jeringau ditampilkan pada Gambar 1 .
Data primer dikumpulkan dari penelitian di laboratorium, dimana dilakukan pengujian konsentrasi Pb sesudah berkontak dengan jeringau selama 9 hari. Sedangkan data sekunder diperoleh dari beberapa literatur  seperti  jurnal  penelitian,  buku  dan  karya  ilmiah.  Penyajian  hasil  penelitian  dijelaskan  secara deskriptif, menggunakan dengan grafik dan tabel yang dilengkapi narasi.

## 3. Hasil dan pembahasan

## 3.1 Penyerapan Pb
Tumbuhan Jeringau  memiliki kemampuan beradaptasi dan bertahan hidup dalam lingkungan yang tercemar Pb.  Jeringau mampu untuk menyerap logam berat Pb pada air limbah buatan, sehingga kadar logam  berat  Pb  dalam  air  limbah  menurun  dan  menyebabkan  kadar  logam  berat  Pb  pada  tanaman meningkat. Berdasarkan hasil analisa, terjadi penurunan konsentrasi Pb selama perlakuan fitoremediasi. Hasil penyerapan Pb oleh tumbuhan Jeringau selama 9 hari ditampilkan pada Gambar 2, 3 dan 4 .
Gambar  2. Grafik penurunan Pb (konsentrasi awal 0,5 mg/L)
Gambar  3. Grafik penurunan Pb (konsentrasi awal 1 mg/L)
-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 -1 1 3 5 7 9 K o n se n tr as i P b , m g/L Hari 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K o n se n tr as i P b , M g/L
Gambar  4. Grafik penurunan Pb (konsentrasi awal 2 mg/L)
Gambar 2 dan 3 menunjukkan adanya penurunan kadar konsentrasi Pb pada variasi konsentrasi 0,5 mg/L, 1 mg/L dan 2 mg/L. Terjadi penurunan konsentrasi pada hari ke 9 yaitu 0,003 mg/L, 0,067 mg/L dan 0,201 mg/L. Hal ini membuktikan bahwa tumbuhan  Jeringau mampu menurunkan kadar konsentrasi Pb sampai memenuhi nilai ambang batas yang diizinkan yaitu 0,3 mg/L sesuai dengan PP Nomor 82 Tahun 2001 dan Permenkes Nomor 492 Tahun 2010. Penyerapan logam berat ke dalam tumbuhan dapat melalui akar  dan  daun. Akar  merupakan  bagian  tumbuhan  yang  bertugas  sebagai  penyerap  dan  pendistribusian unsur hara ke bagian lain tumbuhan. Berdasarkan fungsinya, akar memiliki kandungan logam berat yang lebih tinggi dibandingkan bagian tumbuhan yang lain [11]. Ref [24] juga menambahkan semakin tinggi konsentrasi  Pb  dalam  media  tanam  tumbuhan,  maka  akan  semakin  besar  pula  Pb  yang  terserap  oleh tumbuhan.

## 3.2 Pengukuran pH dan suhu
Air limbah buatan yang telah diamati dan diuji selama 9 hari memiliki rentang pH 6 – 6,7 (dalam keadaan asam ringan dan hampir mendekati netral) dengan rentan suhu 27 – 29 0 C (suhu ruangan).  Menurut ref. [25] bila dalam suatu kondisi terjadi pH yang tidak netral maka dapat  mengganggu kinerja biologis pada proses penjernihan badan air. Hasil pengukuran pH disajikan pada Tabel 2 .
Tabel 2 . Hasil pengukuran pH dan Suhu Hari Tanaman Jeringau/Batang Suhu o C pH 0,5 1 2 0,5 1 2 1 9 28 28 28 6 6 6,5 3 9 28 28 28 6 6,5  6,5 5 9 27 27 27  6,7  6,6  6,7 7 9 27 27 27  6,7  6,7  6,7 9 9 29 29 29  6,6  6,5  6,7 Sumber: Data penelitian, 2022

## 3.3 Pertumbuhan Tanaman Jeringau Terhadap Penyerapan Logam Berat Pb
Perubahan  fisik  tumbuhan  diamati  untuk  mengetahui  dampak  yang  timbul  setelah  tumbuhan Jeringau (Acorus calamus ) berkontak dengan Pb selama 9 hari. Perlakuan dan pemaparan limbah dengan konsentrasi yang berbeda terhadap tumbuhan jeringau (Acorus calamus ) terlihat adanya daun baru atau tunas baru yang tumbuh. Hal ini menunjukkan bahwa tumbuhan Jeringau mampu tumbuh walaupun pada kondisi yang tercemar logam berat Pb. Perubahan Jeringau  ditampilkan pada Tabel 3 .
0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K o n se n tr as i P b , m g/L Hari
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934 Tabel 3. Perubahan tumbuhan Jeringau setelah 9 hari Hari Konsentrasi (mg/L) Pengamatan Awal Pengamatan Akhir Keterangan % Hidup 0 – 9 0,5 Tumbuhan hijau segar akar tidak putus Tumbuhan  segar  dan akar tidak putus Tumbuhan Hidup 100 0 – 9 1 Tumbuhan hijau segar akar tidak putus Daun  tumbuhan  agak menguning  dan  akar masih kuat/tidak putus Tumbuhan Hidup 100 0 – 9 2 Tumbuhan hijau segar akar tidak putus Daun tumbuhan kuning kecokelatan dan beberapa akar putus Tumbuhan Hidup 90 Sumber: Data penelitian, 2022

## 4. Kesimpulan
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengidentifikasi  kemampuan  Jeringau  dalam  menghilangkan  Pb dalam air limbah buatan. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa Jeringau memiliki kemampuan untuk mengakumulasi Pb di dalam jaringannya. Proses fitoremediasi selama 9 hari berhasil menurunkan kadar Pb dari konsentrasi awal 0,5 mg/L, 1 mg/L dan 2 mg/L menjadi 0,003 mg/L, 0,067 mg/L dan 0,201 mg/L.

## 5. Daftar Pustaka
[1] A. Dargahi, H. Golestanifar, P. Darvishi, A. Karami, S.H. Hasan, A. Poormohammadi, A. Behzadnia. 2016. An  investigation  and  comparison  of  removing  heavy  metals  (Lead  and  Chromium)  from aqueous solutions using magnesium oxide nanoparticles, Pol. J. Environ. Stud . 25; 557–562.
[2] N.D.  Shooto,  E. B.  Naido,  M.  Maubane.  2019. Sorption  studies  of  toxic  cations on ginger  roots adsorbent , J. Ind. Eng. Chem . 76, 133–140.
[3] N. D. Shooto. 2020. Removal of toxic hexavalent chromium (Cr(VI)) and divalent lead (Pb(II)) ions from  aqueous  solution  by  modified  rhizomes  of  Acorus  calamus. Surfaces  and  Interfaces 20, 100624.
[4] M.  Jaishankar,  T.  Tseten,  N.  Anbalagan,  B.  B.  Mathew,  K.  N.  Beeregowda.  2014.  Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscip Toxicol. ; 7(2): 60–72.
[5] W.  Wu,  P. Wu,  F. Yang, D.  L.  Sun, D.  X.  Zhang, Y.  K. Zhou.  2018. Assessment  of  heavy  metal pollution and human health risks in urban soils around an electronics manufacturing facility. Sci. Total Environ . 630, 53–61.
[6] Suhar, E. M. Mistar, I. Hasmita, T. M. Zulfikar. 2022. Efektifitas Tanaman kangkung air (Ipomoea aquatic forsk) sebagai media penyerap merkuri (Hg). Jurnal Perisai , Vol. 01 No. 01.
[7] L.  B.  Chanu,  A.  Gupta.  2016.  Phytoremediation  of  lead  using Ipomoea  aquatica Forsk.  in hydroponic solution. Chemosphere 156, 407–411.
[8] F. N. M. Saad, F. J. Lim, T. N. T. Izhar, Z. M. S. Odli. 2020. Evaluation of phytoremediation in removing Pb, Cd and Zn from contaminated soil using Ipomoea Aquatica and Spinacia Oleracea. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 476 ; 012142.
[9] S. Muthusaravanan, N. Sivarajasekar, J. S. Vivek, T. Paramsivan, M. Naushad, J. Prakashmaran, V. Gayatri,  O.  K.  Al-Duaij.  2018.  Phytoremediation  of  heavy  metal:  mechanism,  methods  and enhancements . Environmental Chemistry Letters volume 16, pages 1339–1359.
[10] H. Ma, F. Gao, X. Fan, B. Cui, C. Liu, E. Cui, Z. Zhang, C. Hu, Y. Mo. 2020. Vinasse affects the formation of iron plaque on roots of Acorus calamus and immobilization of lead, cadmium, copper, zinc by this plant. Journal of Water Process Engineering 38; 101587.
[11] J.  E.  Hapsari,  C. Amri, A. Suyanto.  2018.  Efektifitas  Kangkung Air  ( Ipomoea aquatica )  sebagai fitoremediasi  dalam  menurunkan  kadar  timbal  (Pb)  air  limbah  batik. Analit:  Analytical  and Environmental Chemistry , Volume 3, No. 01.
[12]  Y. Yuan, S. Yu, G.S. Banuelos, Y. He, 2016. Accumulation of Cr, Cd, Pb, Cu, and Zn by plants in tanning sludge storage sites: opportunities for contamination bioindication and phytoremediation. Environ. Sci. Pollut. Res . 23, 22477–22487.
[13]  R. A. N. Sugiyanto, D. Yona, R. D. Kasitowati. 2016. Analisis akumulasi logam berat timbal (Pb) dan  kadmium  (Cd)  pada  lamun  Enhalus  acoroides  sebagai  agen  fitoremediasi  di  Pantai  Paciran, Lamongan. Seminar Nasional Perikanan dan Kelautan VI, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya Malang.
[14]  J. Caroline, G. A. Moa. 2015. Fitoremediasi logam timbal (Pb) menggunakan tanaman melati air ( Echinodorus palaefolius ) pada limbah industri peleburan tembaga dan kuningan. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan III. Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
[15] Y. Basri, E. Hmzah. 2015. Studi Eksperimen : Efektivitas Kemampuan Tanaman Jeringau ( Acorus calamus ) untuk Menurunkan Kadar Logam Berat di Air. Higiene , Volume 1.  No. 1.
[16]  B. S. Rossi, Paryanti, Y. Ristianingsih, A. Tuhuloula. 2014. Penurunan konsentrasi logam Pb2+ dan Cd2+ pada limbah cair industri sasirangan dengan metode fitoremediasi. Jurnal  Teknologi Agro- Industri , Vol. 1 No.1.
[17] MS. M. M. Anam, E. Kurnati, B. Suharto. 2013.  Penurunan kandungan logam Pb dan Cr leachate melalui  fitoremediasi  bambu  air (Equisetum  Hyemale) dan  zeolite. Jurnal  Keteknikan  Pertanian Tropis dan Biosistem Vol. 1 No. 2, 43-59.
[18]  A.  Basile,  S.  Sorbo,  B.  Conte,  R.  C.  Cobianchi,  F.  Trinchella,  C.  Capasso,  V.  Carginale.  2012. Toxicity,  accumulation,  and  removal  of  heavy  metals  by  three  aquatic  macrophytes. Int.  J. Phytoremediat . 14 (4), 374-387.
[19]  J.Z. Hu, A.Z. Zheng, D.L. Pei, G.X. Shi, 2010. Bioaccumulation and chemical forms of cadmium, copper and lead in aquatic plants. Braz. Arch. Biol. Technol. 53 (1), 235-240.
[20]  A. Piotrowska, A. Bajguz, B. Godlewska-Z_ yłkiewicz, E. Zambrzycka. 2010. Changes in growth, biochemical  components,  and  antioxidant  activity  in  aquatic  plant  Wolffiaarrhiza  ( Lemnaceae ) exposed to cadmium and lead. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 58, 594-604.
[21]  A. Kumar, Vandana.  2013. Medicinal Properties of Acorus calamus . Journal of Drug Delivery & Therapeutics ; 3(3), 143-144.
[22]  A.  Joshi, Y.  Joshi, A.  Dimri, V.  Singh,  D.  Juyal.  2014.  Comparative  study  of  hexane  extract  for volatile and non volatile components of leaves and rhizomes of Acorus calamus linn. using high performance thin layer chromatography (HPTLC). Journal of Applied Pharmaceutical Research , Vol 2, No 2.
[23]  S.  Wahyono,  R.  Mujahid, Y.  Widiyastuti,  D.  Subositi,  S.  Haryanti,  N.  Supriyati,  H.  Widodo,  T. Widayat, A.P.K. Dewi, W.J. Priyambodo, N. Rahmawati dan M.B.S. Adi. 2012. Laporan Nasional Ristoja 2012 (Riset Tumbuhan Obat dan Jamu 2012): Eksplorasi Pengetahuan Lokal Etnomedisin dan Tumbuhan Obat di Indonesia Berbasis Komunitas. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Tanaman Obat dan Obat Tradisional. Badan Litbang Kesehatan. Kementerian Kesehatan RI.
[24]    Haryati, Maharani, Diah T., Mutianingsih. 2012.Kemampuan Tanaman Genjer ( Limnocharis Flava ) (L.Buch) Menyerap Logam Berat timbal Limbah Cair Kertas pada Biomassa dan Waktu Pemaparan yang Berbeda. Jurnal Lentera Bio , 1(3): 131-138.
[25]   F.  Dewi,  M.  Faisal,  Mariana.  2015.  Efisiensi  penyerapan  phospat  limbah  laundry  menggunakan kangkung air (Ipomoea aquatic forsk) dan jeringau (Acorus calamus). Jurnal Teknik Kimia USU , Vol. 4, No. 1.