BIOABSORPSI LOGAM BERAT KADMIUM (Cd) DALAM LIMBAH MINYAK BUMI DENGAN KIAMBANG

(Eichornia grasipes)

BIOABSORPTION HEAVY METAL OF KADMIUM (Cd) IN WASTE WATER OF PETROLEUM WITH KIAMBANG

(Eichornia grasipes)

ERIYAN HURI DAN SYAFRIADIMANFakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Riau Pekanbaru

ABSTRACT

Heavy Metal concentration in petroleum waste water treatment processing generally have exceeded standart of quality which have been specified to various heavy metal type is inclusive of heavy metal, ie Cd (cadmium). Eichornia grasipes have been used as a alternative for purification of petroleum industrial disposal water quality through attempt of experiment of weight the E. grasipes (that is control without E. grasipes, 30 g E. grasipes/l waste, 60 g E. grasipes/l waste, and 90 g E. grasipes/l waste). Result of this research indicated that the E. grasipes of weight are 90 g have been able to degrade 71,43% heavy metal rate of Cd in 1 litre waste water during 120 hours, that is from 0,210 mg Cd/L rate of early becoming 0,060 mg Cd/L after 120 hours. Increasing of weight the E. grasipes used during research tend to on the wane amount of heavy metal of Cd in waste water of the petroleum. Water quality parameters of temperatures, pH and DO measured after research pertained the goodness. Clearly, that E. grasipes earn as bioabsorpsi of heavy metal the Cd in waste water of oil industry earth.

Key word: bioabsorption, heavy metal, cadmium, petroleum waste water

PENDAHULUAN

Salah satu penghasil limbah minyak bumi di Riau adalah PT. CPI (Caltex

Pacific Indonesia), merupakan perusahaan yang dipercaya oleh pemerintah untuk

mengelola kekayaan hasil minyak bumi Riau menggunakan "production sharing

contract" (sistem kontrak bagi hasil) bersama Pertamina dimana lapangan minyak

yang dikelola dibagi ke dalam "strategis bussiness unit" (SBU) di antaranya

adalah SBU Minas. Lapangan pengeboran pada SBU Minas ini merupakan

lapangan penghasil minyak terbesar di Asia Tenggara yaitu seluas ± 400 km2 yang

terletak di Kecamatan Minas dan berlokasi ± 35 km di sebelah Utara Pekanbaru

ibukota Propinsi Riau. Lapangan pengeboran minyak SBU Minas ini memiliki

beberapa "gathering stations" (stasion pengumpul). Pada stasion inilah minyak

mentah yang diperoleh dari lapangan pengeboran dikumpulkan untuk diproduksi

lebih lanjut sebelum disalurkan melalui pipa utama menuju Dumai.

Limbah cair minyak bumi tersebut, di samping memiliki temperatur,

kandungan minyak, dan kadar garam yang tinggi, juga mengandung padatan

terlarut, zat-zat organik, bakteri yang terkontaminasi dan logam-logam berat.

Logam-logam berat yang terkandung dalam limbah buangan hasil produksi

minyak bumi di antaranya adalah Pb, Cu, Cd, Zn, Ni, Mn, Fe dan Co. Logam

berat Cd banyak digunakan dalam berbagai industri dan sering ditemukan dalam

eksploitasi minyak bumi, seperti konsentrasi logam berat dalam kolam

pengolahan limbah minyak bumi, seperti hasil pembuangan limbah industri

minyak bumi PT. CPI Minas Propinsi Riau dilaporkan telah melebihi baku mutu

yang telah ditetapkan untuk berbagai jenis logam berat, khususnya logam berat

Cd, yaitu di antara 0,512 – 0,734 mg Cd/l (Maryana, 2002).

Penanganan logam-logam berat dalam air limbah sangat perlu dilakukan

agar tidak terjadi pencemaran lingkungan perairan. Salah satu penanganan limbah

cair secara biologis baik di lingkungan perairan maupun di unit pengolahan

limbah adalah melalui pemanfaatan tumbuhan air, karena tumbuhan air mampu

menyerap (bioabsorpsi) logam-logam berat yang ada di dalam air limbah.

Penelitian penanggulangan logam berat kadmium (Cd) dalam limbah industri

minyak bumi menggunakan kiambang (Eichornia grasipes) telah dilakukan.

Secara alami, kiambang mudah mengontrol perkembangannya dan adaptasinya

luas di berbagai tempat terutama dalam kolam-kolam budidaya perikanan.

METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan pada bulan Januari – April 2008 di sekitar lokasi

pembuangan limbah cair minyak bumi Gathering Station 5 (GS 5) PT. Caltex

Pacific Indonesia (CPI) Minas. Kiambang (E. grasipes) sebagai bioabsorpsi

logam berat Cd diambil dari kolam-kolam budidaya perikanan di KM 16 Rumbai

(Kolam Pak Dualin) sesuai dengan kriteria yang diinginkan, yaitu bentuk dan

ukuran yang sama, seperti akar, batang dan daun yang sama (Lampiran 1).

Selanjutnya tumbuhan uji ini ditanam di dalam wadah yang berisi air bersih

selama 14 hari. Kiambang uji yang dipergunakan pada setiap perlakukan adalah

jumlah daunnya 10 lembar/individu dan akarnya cukup baik. Kemudian ditimbang

berat kiambang sesuai dengan perlakuan, yaitu Po : 0 g kiambang/l limbah, P1 :

40 g kiambang/l limbah, P2 : 60 g kiambang/l limbah, dan P3 : 80 g kiambang/l

limbah dengan tiga kali ulangan. Volume limbah cair pada setiap perlakuan yang

digunakan selama penelitian adalah 10 l. Sampling untuk analisis kemampuan

kiambang untuk mengabsorpsi logam berat Cd dilakukan setiap 24 jam sekali

selama 120 jam. Rata-rata hasil analisis kandungan awal logam berat Cd dalam

limbah cair minyak bumi sebelum dimasukkan ke dalam setiap wadah penelitian

adalah 0,21 ± 0,01 mg Cd/l. Sedangkan kandungan logam Cd dalam tumbuhan

kiambang adalah 0,21 ± 0,004 mg Cd/l.

Metode penelitian menggunakan metode eksperimen, dengan rancangan

acak kelompok dengan tiga kali ulangan (Lampiran 2). Toksikan penelitian yang

digunakan adalah limbah cair minyak bumi dari Gathering Station 5 (GS 5) PT.

CPI Minas dan wadah penelitian berukuran p x l x t : 30 cm x 30 cm x 20 cm.

Volume limbah cair dalam setiap wadah uji adalah 10 l.

Untuk mengetahui tingkat bioabsorpsi logam berat Cd dilakukan

penganalisisan sampel kiambang setiap 24 jam sekali. Metode analisis logam

berat pada sampel kiambang dilakukan seperti yang dibuat oleh Syafriadiman

(1999). Sedangkan parameter kualitas air yang diukur adalah suhu, pH dan DO

dengan menggunakan termometer, universal indikator dan DO meter milik

Laboratorium Pengelolaan Kualitas Air Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Universitas Riau. Pengolahan data statistik sebelum dilakukan analisis regresi

terlebih dahulu data disusun ke dalam bentuk tabel atau histogram. Pengambilan

keputusan dan penarikan kesimpulan mengikut cara-cara yang dibuat oleh

Syafriadiman (2006).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil analisis limbah cair minyak bumi ternyata kandungan logam

berat Cd (kadmium) cukup tinggi yaitu dengan rata-rata 0,21 ± 0,004 mg Cd/l.

Setelah dilakukan perlakuan berat kiambang (E. grasipes) terhadap limbah cair

minyak bumi selama 5 hari ternyata tumbuhan kiambang dapat mengabsopsi

logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi GS 5 PT. Caltex Pacific

Indonesia (CPI) Minas. Secara ringkas hasil analisis logam berat Cd pada setiap

perlakuan berat kiambang dijelaskan dalam Tabel 1.

Penyerapan kiambang terhadap logam berat Cd dalam limbah minyak

bumi paling tinggi adalah pada perlakuan P80 (80 g kiambang/l limbah cair

minyak bumi), yaitu dapat menyerap logam berat 71,43% dari kandungan logam

berat limbah asli, yaitu dari 0,2100 mg/l menjadi 0,0600 mg/l selama 96 jam dan

120 jam (Tabel 2).

Tabel 1. Nilai rata-rata penurunan konsentrasi logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi akibat penyerapan kiambang (E. grasipes)

Waktu penyamplinganPerlakuan berat kiambang (g)/l limbah cair minyak bumi

P0 P40 P60 P800 0,2100 0,2100 0,2100 0,210024 0,1900 0,1500 0,1100 0,100048 0,1800 0,1400 0,1000 0,100072 0,1700 0,1300 0,0900 0,080096 0,1700 0,1100 0,0900 0,0600120 0,1400 0,1000 0,0700 0,0600

Keterangan : P0 = kontrol (tanpa pemberian tumbuhan kiambang)P30 = 40 g kiambang/l limbah cair minyak bumiP60 = 60 g kiambang /l limbah cair minyak bumiP90 = 80 g kiambang/l limbah cair minyak bumi

Tabel 2. Persentase bioabsorpsi logam berat Cd oleh kiambang (E. grasipes)

Waktu penyamplinga

n

Perlakuan menurut berat kiambang (g/l limbah cair minyak bumi)

P0 P40 P60 P8024 9,52 28,57 47,62 52,3848 14,29 33,33 52,38 52,3872 19,05 38,10 57,14 61,9096 19,05 47,62 57,14 71,43120 33,33 52,38 66,67 71,43

Keterangan : P0 = kontrol (tanpa pemberian tumbuhan kiambang)P30 = 40 g kiambang/l limbah cair minyak bumiP60 = 60 g kiambang /l limbah cair minyak bumiP90 = 80 g kiambang/l limbah cair minyak bumi

Tabel 2 menunjukkan bahwa persentase penyerapan tumbuhan kiambang

terhadap logam berat Cd limbah cair minyak bumi setelah 120 jam secara

menurun adalah P80 > P60 > P40 > P0. Artinya tumbuhan kiambang perlakuan

P80 selama 120 jam lebih tinggi (71,43%) untuk menyerap logam berat Cd

limbah cair minyak bumi dari perlakuan P60 (66,67%) dan P40 (52,38%).

Sementara tanpa pemberian tumbuhan kiambang, konsentrasi logam berat Cd juga

berkurang di dalam limbah cair minyak bumi sebesar 33,33% dari konsentrasi

awal 0,21 mg Cd/l. Hal ini diduga disebabkan terjadinya pengendapan logam

berat Cd ke dasar wadah atau proses penguapan (Rand dan Petrocelli, 1985).

Walaupun demikian, kuantitas logam berat Cd yang terkandung dalam limbah cair

minyak bumi dapat diserap oleh tumbuhan kiambang paling tinggi pada hari ke 4

(96 jam) dan 5 (120 jam), yaitu 71,43% dari konsentrasi awal 0,21 mg Cd/l

(Gambar 1). Hal ini sesuai dengan pendapat Jorgensen dalam Syafriadiman

(2008) bahwa proses yang berkaitan dengan toksikan dalam ekosistem akuatik

dapat dikelompokkan menjadi tiga proses yaitu "physical process" (proses fisika

seperti absorpsi), "biologycal process" (proses biologi, seperti biodegradasi), dan

"chemical process" (proses kimia, seperti oksidasi, hidrolisa dan kompleksasi).

33.33

52.38

66.67 71.43

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Per

sen

tase

ab

sorp

si (

%)

P0 P40 P60 P80

Perlakuan berat kiambang (Eichornia grasipes )

Gambar 1. Persentase absorpsi kandungan logam berat dalam limbah cair minyak bumi dengan tumbuhan kiambang (Eichornia grasipes)

Penurunan konsentrasi logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi

berdasarkan lamanya pendedahan (exposure time) juga kelihatan menurun untuk

setiap perlakuan berat tumbuhan kiambang. Semakin lama waktu tumbuhan

kiambang didedahkan dalam limbah cair minyak bumi tersebut menunjukkan

terjadinya penurunan nilai konsentrasi logam berat di dalam limbah cair minyak

bumi tersebut (Gambar 2).

y = -0.0008x + 0.1818

R2 = 0.8013

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0 24 48 72 96 120

Waktu sampling (jam)

Konsentr

asi C

d d

ala

m lim

bah c

air (

mg/l)

Gambar 2. Grafik hubungan konsentrasi logam berat Cd dengan waktu sampling pada limbah cair pada setiap perlakuan selama penelitian

Penyerapan tumbuhan kiambang semakin meningkat dengan semakin

lamanya waktu pendedahan dilakukan dan juga akan semakin tinggi konsentrasi

logam berat di dalam tumbuhan tersebut. Jumlah absorpsi sangat tergantung

kepada berat kiambang yang dimasukkan. Amri dalam Pitrajaya (1992)

menyatakan bahwa mekanisme penyerapan sel-sel tumbuhan dapat dilakukan

dengan cara penyerapan pasif (non metabolic absorption) yaitu ion akan masuk ke

jaringan tumbuhan dari media (larutan) yang konsentrasinya rendah.

Perbedaan berat tumbuhan kiambang pada setiap wadah menunjukkan

perbedaan jumlah logam berat yang diabsorpsi selama penelitian (Gambar 1).

Juga diketahui bahwa bila pertumbuhan kiambang semakin baik pada kesuburan

tinggi akan diperoleh penyerapan maksimum oleh tumbuhan terhadap logam

berat. Pada perlakuan P90 menunjukkan bahwa penyerapan kiambang maksimum

pada hari ke 4, karena persentase penyerapan tumbuhan ini pada hari ke 4 sama

dengan hari ke 5. Jelas bahwa persentase penyerapan tumbuhan ini terhadap

logam berat Cd terhenti pada hari ke 4 atau setelah tercapainya keseimbangan

tekanan osmosis di dalam tubuh organisme bioabsorpsi tersebut dengan media

(larutan) uji, yaitu limbah cair minyak bumi. Jadi, bilamana tekanannya telah

seimbang antara dalam larutan dengan tumbuhan kiambang tidak menyerap lagi

(Tabel 2 untuk perlakuan pada waktu 96 jam dan 120 jam).

Konsentrasi logam berat Cd dalam larutan limbah cair minyak bumi

setelah diabsorpsi tumbuhan kiambang 0,06 mg/l ternyata nilai ini berada di

bawah ambang batas baku mutu yang diperbolehkan untuk baku mutu limbah cair

untuk kegiatan industri 0,1 mg/l (MenLH, 1995). Penurunan tentu dapat dilakukan

dengan menambah berat tumbuhan kiambang dan jangka waktu pendedahan

sehingga konsentrasi logam berat dalam limbah cair dapat diturunkan sampai ke

batas aman organisme akuatik, khususnya organisme budidaya perikanan.

Tumbuhan air jelas dapat mengabsorpsi berbagai bahan kimia melalui

fotosintesis dan menyerap kelebihan zat hara yang menyebabkan pencemaran

perairan (Soerjani, 1980). Adanya tumbuhan air seperti kiambang di dalam

perairan tercemar selain menurunkan kadar juga dapat meremoval

toksikan/pollutan dalam perairan yang bertoksik/tercemar menjadi perairan yang

bersih melalui proses fotosintesa. Larcher (1980) menyatakan bahwa senyawa

kimia yang diabsorpsi oleh tumbuhan air seperti kiambang dapat diakumulasi

dalam jaringan vaskuler tumbuhan atau dapat digunakan untuk proses

metabolisme.

Parameter kualitas air yang diukur selama penelitian, seperti suhu

berkisar di antara 25,5-28,5oC, pH (darjah keasaman) 5,5-6,5 dan DO (oksigen

terlarut) 4,5-6,0 mg/l. Nilai-nilai ini cukup baik untuk usaha budidaya perikanan

(Syafriadiman et al., 2005). Jelas bahwa penggunaan tumbuhan air seperti

kiambang dapat mengabsorpsi toksikan/pollutan dari limbah cair industri atau dari

lingkungan perairan. Penentuan organisme bioabsorpsi (makro atau mikro

organisme) yang paling baik untuk menyerap berbagai toksikan dari suatu

perairan jelas sangat berguna untuk mengantisipasi limbah cair dari berbagai

industri yang semakin berkembang.

KESIMPULAN DAN SARAN

Sampai saat ini pemanfaatan tumbuhan kiambang telah dapat

menurunkan kadar logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi. Berat

kangkung 90 g/l limbah cair minyak bumi (P90) telah mampu menurunkan

71,43% kadar logam berat Cd limbah cair minyak bumi selama 4 hari (96 jam). Di

samping kiambang mampu mengabsorpsi logam berat Cd juga telah dapat

memperbaiki kualitas air limbah, seperti suhu, pH (darjah keasaman) dan DO

(oksigen terlarut). Oleh karena itu, disarankan kepada pihak perusahaan agar

menurunkan kadar logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi dengan

menggunakan tumbuhan kiambang, sebelum dibuang ke lingkungan perairan.

Karena tumbuhan kiambang dapat mengakumulasi berbagai jenis bahan kimia

dalam jaringan vaskuler, sebagai bioremoval berbagai bahan kimia, dapat

membantu peredaran udara melalui fotosintesis, dan dapat menyerap kelebihan zat

hara yang menyebabkan pencemaran perairan. Juga disarankan kepada para ahli

pengelolaan kualitas air hendaknya dapat meneliti berbagai organisme bioabsorpsi

(makro atau mikro organisme) sehingga dapat diperoleh jenis organisme paling

baik dan efektif untuk menyerap berbagai toksikan dari suatu perairan dalam

mengantisipasi perairan semakin toksik akibat limbah cair dari berbagai industri

yang semakin berkembang di negeri ini.

DAFTAR PUSTAKA

Larcher, W. 1980. Physiologycal Plant Ecology. Second ed. Springer-Verlag. Berlin. Heidelber. 74 hal.

Maryana. 2002. Pemantauan Pengelolaan Limbah Cair di Perairan oleh Pertamina Unit Pengelolaan II Dumai. Laporan Praktek Lapang. Faperika Unri. Pekanbaru (tidak diterbitkan). 55 hal.

MenLH (Menteri Lingkungan Hidup). 1995. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor: Kep-51/MENKLH/10/1995. Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Jakarta. 60 hal.

Pitrajaya. M. 1992. Pemanfaatan enceng gondok sebagai penyerap sulfida, sulfat dan khlorida dalam air limbah cair PT. Indah Kiat. Skripsi FMIPA Universitas Riau. Pekanbaru (tidak diterbitkan). 84 hal

Soerjani, M. 1980. Pengendalian Gulma Air di Indonesia. Kertas kerja ke-4 Ilmu Tumbuhan Pengganggu Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. 21 hal.

Syafriadiman. 1999. Biology, Toxicology and Culture of Oyster, Crassostrea iredalei. Thesis Ph.D pada Pusat Pengajian Siswazah Universiti Kebangsaan Malaysia. Tidak diterbitkan. 318 hal.

__________. 2006. Pengolahan Data Statistik. Cetakan Pertama. Penerbit mm Press CV. Minamandiri. Pekanbaru. 278 hal.

__________. 2008. Toksikologi Pengantar Toksikologi Akuakultur. Edisi Pertama. MM. Press. C.V. Mina Mandiri. Pekanbaru. 473 hal.

Syafriadiman, Pamungkas, N.A., dan Hasibuan, S. 2005. Prinsip Dasar Pengelolaan Kualitas Air. Edisi Pertama. MM. Press. C.V. Mina Mandiri. Pekanbaru. 131 hal.

Lampiran 1. Gambar tumbuhan kiambang sebagai organisme bioabsorpsi logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi

Lampiran 2. Kondisi tumbuhan kiambang sebagai organisme bioabsorpsi logam berat Cd dalam limbah cair minyak bumi setelah 96 jam