i
PENGARUH JENIS TANAMAN AIR DAN LAMA PERENDAMAN
TERHADAP PENYERAPAN LOGAM TIMBAL (Pb)
(DIMANFAATKAN SEBAGAI SUMBER BELAJAR BIOLOGI)
SKRIPSI
Oleh:
YUSNIDA ZULFA
201410070311064
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
ii
PENGARUH JENIS TANAMAN AIR DAN LAMA PERENDAMAN
TERHADAP PENYERAPAN LOGAM TIMBAL (Pb)
(DIMANFAATKAN SEBAGAI SUMBER BELAJAR BIOLOGI)
SKRIPSI
Diajukan Kepada Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Muhammadiyah Malang
sebagai Salah Satu Prasyarat untuk Mendapatkan Gelar Sarjana
Pendidikan Biologi
Oleh:
YUSNIDA ZULFA
201410070311064
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
iii
iv
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur Kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, taufiq, hidayah,
serta inayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Pengaruh Jenis Tanaman Air dan Lama Perendaman terhadap Penyerapan
Logam Timbal (Pb) (Dimanfaatkan sebagai Sumber Belajar Biologi)”. Shalawat
dan salam semoga tercurahkan kepada teladan kita Sang Pelopor Ilmu
Pengetahuan untuk membaca tanda-tanda kekuasaan-Nya, Nabi Muhammad
SAW.
Selama proses penyusunan hingga selesainya skripsi ini penulis telah
banyak mendapat bantuan, bimbingan, pengarahan dan motivasi dari berbagai
pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Dr. Poncojari Wahyono, M. Kes., selaku Dekan Fakultas Keguruan
dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Ibu Dra. Iin Hindun, M.Kes., selaku ketua Program Studi Pendidikan Biologi
FKIP UMM.
3. Bapak Husamah, M.Pd., selaku Sekretaris Program Studi Pendidikan Biologi
FKIP UMM.
4. Ibu Dra. Siti Zaenab, M.Kes., selaku pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan dan motivasi dalam penyusunan skripsi ini.
5. Ibu Dr. Dra. Elly Purwanti, M.P., selaku pembimbing II yang telah banyak
memberikan bimbingan dan motivasi dalam penyusunan skripsi ini.
6. Bapak/Ibu Dosen Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah
Malang yang telah memberikan bekal ilmu dan pengetahuan selama kuliah.
7. Ayahanda Nur Hasim dan Mama Sholeha (alm) serta Ibu Layinah atas segala
kasih sayang, pengorbanan serta doa yang tiada batasnya sepanjang masa.
8. Pamanku Saifudin, S.P. dan bibiku Nurul Holida yang selalu mendukung
serta mendoakan tiada batas selama ini.
9. Adikku tercinta Ikrimatul Alfani, S.Pd. dan Dimas yang selalu setia dalam
memberikan dukungan dan motivasi selama ini.
10. Temanku Riyan Alfi Maulana, S.Kom. yang selalu setia memberikan
dukungan dan motivasi serta doa selama ini.
11. Saudara-saudara dan teman-teman serta orang-orang terkasih atas segala
dukungan dan doa selama ini.
12. Pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
x
Semoga Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda. Akhirnya tak
ada gading yang tak retak, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum
sempurna dan banyak kekurangan. Oleh karena itu diharapkan kritik dan saran
yang konstruktif. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan
IPTEK di Indonesia.
Malang, 14 Januari 2019
Penulis,
Yusnida Zulfa
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL .......................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN .................................................................. v
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................... vi
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT .......................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xvi
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 6
1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 7
1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 7
1.5 Ruang Lingkup Penelitian ......................................................................... 8
BAB II. KAJIAN PUSTAKA .............................................................................. 10
2.1 Tinjauan tentang Pistia stratiotes .............................................................. 10
2.1.1 Klasifikasi Pistia stratiotes .............................................................. 10
2.1.2 Morfologi Pistia stratiotes ............................................................... 10
2.2 Tinjauan tentang Salvinia molesta ............................................................. 11
2.2.1 Klasifikasi Salvinia molesta ............................................................. 11
2.2.2 Morfologi Salvinia molesta .............................................................. 12
2.3 Tinjauan tentang Azolla microphylla ......................................................... 13
2.3.1 Klasifikasi Azolla microphylla ......................................................... 13
2.3.2 Morfologi Azolla microphylla .......................................................... 13
2.4 Tinjauan tentang Logam Pb ....................................................................... 14
2.4.1 Karakteristik Logam Pb ....................................................................... 14
2.4.2 Dampak Logam Pb terhadap Lingkungan ............................................ 14
2.5 Proses Penyerapan Logam Berat oleh Tanaman ......................................... 15
2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penyerapan ........................................ 17
2.7 Akumulasi Logam Berat pada Tanaman .................................................... 18
2.8 Fitoremediasi ............................................................................................ 19
2.9 Tinjauan tentang Sumber Belajar ............................................................... 20
2.9.1 Pengertian Sumber Belajar............................................................... 20
xii
2.9.2 Macam-Macam Sumber Belajar ....................................................... 21
2.9.3 Fungsi Sumber Belajar..................................................................... 22
2.9.4 Pemanfaatan Hasil Penelitian sebagai Sumber Belajar ..................... 23
2.10 Handout sebagai Sumber Belajar ............................................................. 24
2.10.1 Spesifikasi Handout ....................................................................... 25
2.10.2 Langkah Penyusunan Handout ....................................................... 25
2.11 Kerangka Konsep .................................................................................... 26
2.12 Hipotesis Penelitian ................................................................................. 27
BAB III. METODE PENELITIAN ..................................................................... 28
3.1 Jenis Penelitian .......................................................................................... 28
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................................... 28
3.3 Populasi, Sampel, dan Teknik Sampling .................................................... 28
3.3.1 Populasi ........................................................................................... 28
3.3.2 Sampel ............................................................................................ 28
3.3.3 Teknik Sampling ............................................................................. 29
3.4 Variabel Penelitian .................................................................................... 29
3.4.1 Jenis Variabel .................................................................................. 29
3.4.2 Definisi Operasional Varibel............................................................ 30
3.5 Prosedur Penelitian .................................................................................... 31
3.5.1 Persiapan Penelitian ......................................................................... 31
3.5.2 Rancangan Percobaan ...................................................................... 34
3.5.3 Pelaksanaan dan Alur Penelitian ...................................................... 35
3.6 Teknik Pengumpulan Data ........................................................................ 36
3.7 Teknik Analisis Data ................................................................................. 37
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 38
4.1 Hasil Penelitian ......................................................................................... 38
4.2 Hasil Analisis Data .................................................................................... 41
4.2.1 Uji Normalitas ................................................................................. 41
4.2.2 Uji Homogenitas .............................................................................. 41
4.2.3 Uji Analisis Varians Dua Jalur (Two Way ANOVA) ....................... 42
4.2.4 Uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) ................................... 42
4.3 Pembahasan .............................................................................................. 43
4.3.1 Analisis Pengaruh Jenis Tanaman Air terhadap Penyerapan Logam
Timbal (Pb) ..................................................................................... 43
4.3.2 Analisis Pengaruh Lama Perendaman terhadap Penyerapan Logam
Timbal (Pb) ..................................................................................... 46
4.3.3 Analisis Interaksi Jenis Tanaman Air dan Lama Perendaman
terhadap Penyerapan Logam Timbal (Pb) ........................................ 47
4.4 Pemanfaatan Hasil Penelitian sebagai Sumber Belajar Biologi ................. 48
4.5 Pengembangan Penelitian dalam RPP ....................................................... 53
4.5.1 Seleksi Materi ................................................................................. 53
4.5.2 Perancangan Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) ................. 54
xiii
4.5.3 Rancangan Kegiatan Belajar Mengajar ........................................... 56
4.5.4 Evaluasi Proses dan Hasil Kegiatan Belajar Mengajar ..................... 58
4.6 Kerangka Handout sebagai Hasil Penelitian ............................................. 58
BAB V. PENUTUP............................................................................................... 62
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 62
5.2 Saran ........................................................................................................... 62
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 64
LAMPIRAN ........................................................................................................ 69
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3.1 Alat Penelitian................................................................................................. 31
3.2 Bahan Penelitian ............................................................................................. 31
3.3 Rancangan Faktorial........................................................................................ 34
4.1 Kadar Logam Timbal pada Perlakuan Jenis Tanaman Air dan Lama
Perendaman .................................................................................................... 38
4.2 Rerata Penyerapan Logam Timbal pada Jenis Tanaman Air dan Lama
Perendaman .................................................................................................... 39
4.3 Uji Normalitas Jenis Tanaman Air dan Lama Perendaman terhadap
Penyerapan Logam Timbal (Pb) ...................................................................... 41
4.4 Uji Homogenitas Jenis Tanaman Air dan Lama Perendaman terhadap
Penyerapan Logam Timbal (Pb) ...................................................................... 41
4.5 Hasil Uji analisis Varians Dua Jalur Penyerapan Logam Timbal ..................... 42
4.6 Uji Duncan pada Jenis Tanaman Air ............................................................... 42
4.7 Uji Duncan pada Lama Perendaman ................................................................ 43
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Pistia stratiotes ............................................................................................... 10
2.2 Salvinia molesta .............................................................................................. 12
2.3 Azolla microphylla .......................................................................................... 13
2.4 Kerangka Konsep Penelitian............................................................................ 26
3.1 Rumus Konsentrasi Limbah Buatan ................................................................ 32
3.2 Rumus Pengulangan ........................................................................................ 35
4.1 Rata-Rata Penyerapan Logam Timbal Berdasarkan Jenis Tanaman Air dan
Lama Perendaman ........................................................................................... 39
4.2 Jenis Tanaman Air yang Digunakan dalam Penelitian, yaitu (a) Pistia
stratiotes, (b) Salvinia molesta, dan (c) Azolla microphylla ............................ 40
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
Lampiran 1 Dokumentasi Penelitian ....................................................................... 69
Lampiran 2 Hasil Analisis Data ............................................................................. 77
Lampiran 3 Instrumen Pengumpulan Data.............................................................. 81
Lampiran 4 Instrumen Evaluasi .............................................................................. 81
Lampiran 5 Hasil Uji Timbal ................................................................................. 83
Lampiran 6 Lembar Persetujuan Judul Skripsi ....................................................... 86
Lampiran 7 Biro Skripsi ......................................................................................... 87
Lampiran 8 Surat Keterangan Laboratorium MIPA ................................................ 88
Lampiran 9 Surat Izin Penelitian ............................................................................ 89
Lampiran 10 Surat Izin Penelitian .......................................................................... 90
Lampiran 11 Surat Pengantar Prodi Pendidikan Biologi ......................................... 91
64
DAFTAR PUSTAKA
Ambarwati, Y., & Bahri, S. (2018). Review : Fitoremidiasi limbah logam berat
dengan tumbuhan akar wangi (Vetiveria zizanioides L). Analytical and
Environmental Chemistry, 3(2), 139–147.
Arifin, M. Y., & Goang, M. A. (2018). Penyerapan senyawa merkuri (Hg) di
karamba jaring apung oleh tanaman azolla dengan kepadatan berbeda.
Jurnal Akuakultur Sungai dan Danau, 3(1), 35–42.
Astuti, L. P., & Indriatmoko. (2018). Kemampuan beberapa tumbuhan air dalam
menurunkan pencemaran bahan organik dan fosfat untuk memperbaiki
kualitas air. Jurnal Teknik Lingkungan, 19(2), 183–190.
Budiastuti, P., Raharjo, M., & Dewanti, nikie A. Y. (2016). Analisis pencemaran
logam berat timbal di badan sungai Babon kecamatan Genuk Semarang.
Jurnal Kesehatan Masyarakat, 4(5), 119–125. Retrieved from
http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jkm.
Cahyanto, T., Sudjarwo, T., Widayanti, R., & Shalikha, M. (2017). Pengaruh air
limbah celupan batik di Parakannyasag Tasikmalaya terhadap
pertumbuhan ki apu (Pistia stratiotes L.). Jurnal Biota, 3(2), 76–82.
Caroline, Jenny, & Guido Arron Moa. (2015). Fitoremediasi logam timbal (pb)
menggunakan tanaman melati air (Pchinodorus palaefolius) pada
limbah industri peleburan tembaga dan kuningan. Seminar Nasional
Sains dan Teknologi Terapan III Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya,
ISBN: 978-602-98569-1-0.
Estuningsih, S. P., Juswardi, Yudono, B., & Yulianti, R. (2013). Potensi tanaman
rumput sebagai agen fitoremediasi tanah terkontaminasi limbah minyak
bumi. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, pp. 365–370.
Hamid, A., & Jailani, M. S. (2016). Pengembangan sumber belajar berbasis
karakter peserta didik (ikhtiar optimalisasi proses pembelajaran
Pendidikan Agama Islam (PAI). Jurnal Pendidikan Islam, 10(2), 176–
192.
Handayanto, E., Nuraini, Y., Muddarisna, N., Syam, N., & Fiqri, A. (2017).
Fitoremediasi dan phytomining logam berat pencemar tanah. Malang:
UB Press.
65
Hardiani, H., Kardiansyah, T., & Sugesty, S. (2011). Bioremediasi logam timbal
(Pb) dalam tanah terkontaminasi limbah sludge industri kertas proses
deinking. Jurnal Selulosa, 1(1), 31–41.
http://doi.org/10.25269/jsel.v1i01.18.
Haryati, M., Purnomo, T., & Kuntjoro, S. (2012). Kemampuan tanaman genjer
(Limnocharis flava (L.) Buch.) menyerap logam berat timbal (Pb) limbah
cair kertas pada biomassa dan waktu pemaparan yang berbeda.
LenteraBio, 1(3), 131–138.
Haryanti, Dede, Dedik Budianta, & Salni. (2013). Potensi beberapa jenis tanaman
hias sebagai fitoremediasi logam timbal (Pb) dalam tanah. Jurnal
Penelitian Sains, 16(2(D)), 52–58.
Herman, Y., Djo, W., Suastuti, D. A., & Suprihatin, I. E. (2017). Fitoremediasi
limbah cair UPT laboratorium analitik Universitas Udayana
menggunakan tanaman eceng gondok (Eichhornia crassipes) ditinjau dari
penurunan nilai COD dan kandungan logam berat Cu dan Cr. Jurnal
Media Sains, 1(2), 63–70.
Hermawati, E., Wiranto, & Solichatun. (2005). Fitoremediasi limbah detergen
menggunakan kayu apu (Pistia stratiotes L.) dan genjer (Limnocharis
flava L.). BioSMART, 7(2), 115–124.
Hidayati, N. (2005). Fitoremediasi dan potensi tumbuhan hiperakumulator.
Hayati, 12(1), 35–40. http://doi.org/10.1016/S1978-3019(16)30321-7.
Hidayati, N. (2013). Mekanisme fisiologis tumbuhan hiperakumulator logam
berat. Jurnal Teknik Lingkungan, 14(2), 75–82.
Irawanto, R. (2010). Fitoremidiasi lingkungan dalam taman Bali. Local Wisdom-
Jurnal Ilmiah Online, 2(4), 29–35. Retrieved from
http://www.krpurwodadi.lipi.go.id/publikasi/fitoremidiasi.pdf.
Irawanto, R., & Baroroh, F. (2017). Kemampuan tumbuhan akuatik Salvinia
molesta dan Pistia stratiotes sebagai fitoremediator logam berat
tembaga. Prosiding Seminar Nasional Masyarakat Biodiversitas
Indonesia, ISSN: 2407–8050, pp. 438–445.
http://doi.org/10.13057/psnmbi/m030324.
Irawanto, R., & Mangkoedihardjo, S. (2015). Fitoforensik logam berat (Pb dan
Cd) pada tumbuhan akuatik (Acanthus ilicifolius dan Coix lacryma-jobi).
Jurnal Purifikasi, 12(1).
Irhamni, Pandia, S., Purba, E., & Hasan, W. (2017). Kajian akumulator beberapa
tumbuhan air dalam menyerap logam berat secara fitoremediasi. Jurnal
66
Teknik Lingkungan, 1(2).
Jamil, Amalia, Darundiati, Yusniar H., & Dewanti, Nike A.Y. (2016). Pengaruh
variasi lama waktu kontak dan jumlah tanaman kayu apu (Pistia
stratiotes) terhadap penurunan kadar cadmium (Cd) limbah cair batik
home industry "x" di Magelang. Jurnal Kesehatan Masyarakat, 4(4),
763-770.
Kumari, S., Kumar, B., & Sheel, R. (2017). Biological control of heavy metal
pollutants in water by Salvinia molesta. International Journal of Current
Microbiology and Applied Sciences, 6(4), 2838–2843.
http://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.604.325
Mohamad, E. (2013). Pengaruh variasi waktu kontak tanaman bayam duri
terhadap adsorpsi logam berat kadmium (Cd). Jurnal Entropi, 7(1), 562–
571.
Nurfitri, A., & Rachmatiah, I. (2010). Pengaruh kerapatan tanaman kiapu (Pistia
stratiotes L.) terhadap serapan logam Cu pada air. Jurnal Teknik
Lingkungan, 16(1), 42–51.
Nurlina, Suhadiyah, S., & Umar, M. R. (2016). Akumulasi logam berat besi (Fe)
pada kiapu Pistia stratiotes L. dari air sumur sekitar workshop UNHAS.
Prosiding Seminar Nasional from Basic Science to Comprehensive
Education, ISBN: 978-602–72, pp. 151–155.
Oktavia, Z., Budiyono, & Dewanti, N. A. Y. (2016). Pengaruh variasi lama
kontak fitoremediasi tanaman kiambang (Salvinia molesta) terhadap
kadar kadmium (Cd) pada limbah cair home industry batik “x”
Magelang. Jurnal Kesehatan Masyarakat, 4(2), 238–246.
Paulus, J. M. (2010). Pemanfaatan azolla sebagai pupuk organik pada budidaya
padi sawah. Warta Wiptek, 36, 68–72. Retrieved from
http://repo.unsrat.ac.id/674/1/WARTA_-_WIPTEK_2_.pdf.
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 tahun 2014
tentang Baku Mutu Air Limbah.
Prastowo. 2011. Panduan kreatif membuat bahan ajar inovatif. Yogyakarta: Diva
Press.
Purwanto, K., & Rahmawati, A. (2017). Pengembangan handout untuk siswa
kelas v SDN 14 Koto Baru pada materi bermain drama. Jurnal Tarbiyah,
24(1).
Putranto, T. T. (2011). Pencemaran logam berat merkuri (Hg) pada air tanah.
67
Teknik, 32(1), 62–71.
Rahmi, R., & Sajidah. (2017). Pemanfaatan adsorben alami (biosorben) untuk
mengurangi kadar timbal (Pb) dalam limbah cair. Prosiding Seminar
Nasional Biotik, ISBN: 978-602–60, pp. 271–279.
Rijal, M. (2014). Studi morfologi kayu apu (Pistia stratiotes) dan kiambang
(Salvinia molesta). Jurnal Biology Science, 3(2), 94–105.
Sari, E. M., Hanifah, A. T., & Kartika, G. F. (2010). Potensi tanaman azolla
(Azolla pinnata) sebagai fitoremediator ion timbal (ii), ion kadmium (ii)
dan ion kromium (vi), 14(1), 1–8.
http://doi.org/10.1093/icb/icy006/4989945.
Sheel, R., Anand, M., & Nisha, K. (2013). Phytoremediation of heavy metals (Zn
and Pb) and its toxicity on Azolla filiculoides. International Journal of
Science and Research, 4(7), 2013–2016.
Situmorang, R. P. (2016). Analisis potensi lokal untuk mengembangkan bahan
ajar biologi di SMA Negeri 2 Wonosari. Jurnal Pendidikan Sains, 4(1),
51–57.
Sudjana, B. (2014). Penggunaan azolla untuk pertanian berkelanjutan. Jurnal
Ilmiah Solusi, 1(2), 72–81.
Sugiyono. (2015). Metode penelitian pendidikan. Bandung: Alfabeta.
Sukarjo, W Purbalisa, C.O. Handayani, & E.S. Harsanti. (2019). Penilaian resiko
kontaminasi logam berat di lahan sawah dan tanaman padi di DAS
Brantas, kabupaten Jombang. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan,
6(1), 1033–42.
Supriadi. (2015). Pemanfaatan sumber belajar dalam proses pembelajaran.
Lantanida Journal, 3(2).
Syauqiah, I., Amalia, M., & Kartini, H. A. (2011). Analisis variasi waktu dan
kecepatan pengaduk pada proses adsorpsi limbah logam berat dengan
arang aktif. INFO TEKNIK, 12(1), 11–20.
Uyun, Q., Holisin, I., & Kristanti, F. (2017). Pengembangan media handout
segitiga dengan model problem based instruction. Journal of
Mathematics, Science, and Technology, 2(1), 115–128.
Vesely, T., Neuberg, M., Trakal, L., Szakova, J., & Tlustoa, P. (2011). Water
lettuce Pistia stratiotes L. response to lead toxicity. Water Air Soil Pollut.
68
Warsita, Bambang. (2008). Teknologi pembelajaran: landasan dan aplikasinya.
Jakarta: Rineka Cipta.
Wulandari, S., Suarsini, E., & Ibrohim. (2016). Pemanfaatan sumber belajar
handout bioteknologi lingkungan untuk meningkatkan pemahaman
konsep mahasiswa S1 Universitas Negeri Malang. Jurnal Pendidikan,
1(5), 881–884.
Yabanh, M., Yozukmaz, A., & Sel, F. (2014). Heavy metal accumulation in the
leaves, stem and root of the invasive submerged macrophyte
Myriophyllum spicatum l. (haloragaceae): an example of kadın creek
(Mugla, Turkey). Brazilian Archives of Biology and Technology, 57(3),
434–440.
Yuliani, D. E., Sitorus, S., & Wirawan, T. (2013). Analisis kemampuan kiambang
(Salvinia molesta) untuk menurunkan konsentrasi ion logam Cu (ii) pada
media tumbuh air. Jurnal Kimia Mulawarman, 10(2), 68–73.