FITOREMEDIASI

TUGAS

PENGETAHUAN LINGKUNGAN

MENGATASI PENCEMARAN LOGAM BERAT DENGAN MENGGUNKAN TUMBUHAN HIPERAKUMULATOR

  

OLEH :

KELOMPOK 1

`           ARDIANTO BAMPE          F1C1 11 067

IIN FITRIANTI                    F1C1 14 005

AHZAN FAZLYAH             F1C1 14 055

AMRIN                                  F1C1 14 059

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2015

BAB II PEMBAHASAN

Salah satu pendekatan untuk meremediasi lingkungan tercemar logam adalah dengan fitoekstraksi menggunakan tanaman hiperakumulator. Dengan berkembangnya teknologi fitoremediasi maka tumbuhan hiperakumulator logam menjadi sangat penting. Tanaman hiperakumulator mampu mengakumulasi logam dengan konsentrasi lebih dari 100 kali melebihi tanaman normal, dimana tanaman normal mengalami keracunan logam dan penurunan produksi. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan serangkaian proses fisiologis dan biokimiawi serta ekspresi gen-gen yang mengendalikan penyerapan, akumulasi dan toleransi tanaman terhadap logam .

Fitoremediasi merupakan proses teknologi yang menggunakan tumbuhan untuk memulihkan tanah yang tercemar oleh bahan polutan secara in situ (Surtikanti, 2011:144). Teknologi ini dapat ditunjang dengan peningkatan  perbaikan media tumbuh dan ketersediaan mikroba tanah untuk meningkatkan  efesiensi dalam proses degradasi bahan polutan. Proses fitoremediasi bermula  dari akar tumbuhan yang menyerap bahan polutan yang terkandung dalam air.  Kemudian melalui proses transportasi tumbuhan, air yang mengandung bahan  polutan dialirkan keseluruh tubuh tumbuhan, sehingga air yang menjadi bersih dari polutan. Tumbuhan ini dapat berperan langsung atau tidak langsung  dalam proses remediasi lingkungan yang tercemar. Tumbuhan yang tumbuh di  lokasi yang tercemar belum tentu berperan aktif dalam penyisihan  kontaminan, kemungkinan tumbuhan tersebut berperan secara tidak langsung.  Agen yang berperan aktif dalam biodegradasi polutan adalah mikroorganisme  tertentu, sedangkan tumbuhan dapat berperan memberikan fasilitas penyediaan akar tumbuhan sebagai media pertumbuhan mikroba tanah  sehingga pertumbuhan lebih cepat berkembang biak (Surtikanti dan  Surakusumah, 2011:145). 

Ada beberapa kriteria tumbuhan yang dapat digunakan dalam proses fitoremdiasi, (Youngman dalam Surtikanti, 2011:145), yaitu harus:

1)      memiliki kecepatan tumbuh yang tinggi

2)      hidup pada habitat yang cosmopolitan

3)       mampu  mengkonsumsi air dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang singkat

4)      mampu meremediasi lebih dari satu jenis polutan

5)      mempunyai toleransi tinggi terhadap polutan

6)      dan mudah dipelihara.

Contoh tumbuhan yang dapat digunakan untuk dalam bioremediasi polutan adalah:

·         Salix sp

·         rumput-rumputan (Bermuda grass, sorgum)

·         legum (semanggi, alfalfa)

·         berbagai tumbuhan air dan hiperakumulator untuk logam (bunga matahari, Thlaspi sp). 

Dalam proses remediasi, tumbuhan dapat bersifat aktif maupun pasif dalam  mendegradasi bahan polutan. Secara aktif tumbuhan memiliki kemampuan  yang berbeda dalam fitoremediasi. Ada yang melakukan proses transformasi, fitoekstraksi (pengambilan dan pemulihan dari kontaminan pada biomassa bawah tanah), fitovolatilisasi, fitodegrradasi, fitostabilisasi (menstabilkan daerah limbah dengan kontrol penyisihan dan evapotrannspirasi), dan rhizofiltrasi (menyaring logam berat ke sistem akar) (Kelly dalam Surtikanti, 2011:145). Keenam proses ini dibedakan berdasarkan proses fisik dan biologis. Sedangkan secara pasif tumbuhan melakukan biofilter, transfer oksigen, menghasilkan karbon, dan menciptakan kondisi lingkungan (habitat)  bagi pertumbuhan mikroba.

Fitotransformasi adalah pengambilan kontaminan bahan organik dan nutrien  dari tanah atau air tanah yang kemudian dtransformasikan oleh tumbuhan.  Proses trannsformasi poluttan dalam tumbuhan dapat berubah menjadi nontoksik atau menjadi lebih toksik. Metabolit hasil transformasi tersebut  terakumulasi dalam tubuh tumbuhan.

Fitoekstraksi merupakan penyerapan polutan oleh tanaman air atau tanah dan kemudian diakumulasi atau disimpan  dalam bagian suatu tumbuhan (daun atau batang). Tanaman tersebut  dinamakan hiperakumulator. Setelah polutan terakumulasi, tumbuhan dapat  dipanen dan tumbuhan tersebut tidak boleh dikonsumsi tetapi harus  dimusnahkan dengan insinerator atau ditimbun dalam landfill.

 Fitovolatillisasi merupakan proses penyerapan polutan oleh tumbuhan,  kemudian polutan tersebut diubah menjadi bersifat volatile (mudah menguap),  setelah itu ditranspirasikan oleh tumbuhan. Polutan yang dilepaskan oleh  tumbuhan keudara dapat memiliki bentuk senyawa awal polutan, atau dapat  juga menjadi senyawa yang berbeda dari senyawa awal.

Fitodegradasi adalah  proses penyerapan polutan oleh tumbuhan dan kemudian polutan tersebut  mengalami metabolisme di dalam tumbuhan. Metabolisme polutan di dalam  tumbuhan melibatkan enzim antara lain nitrodictase, laccase, dehalogenase,  dan nitrillase.

Fitostabilisasi merupakan proses yang dilakukan oleh  tumbuhan untuk mentransformasikan polutan di dalam tanah menjadi senyawa  nontoksik tanpa menyerap terlebih dahulu polutan tersebut ke dalam tubuh  tumbuhan. Hasil transformasi dari polutan tersebut tetap berada di dalam  tanah. Fitostabilisasi dapat diartikan sebagai penyimpanan tanah dan sedimen  yang terkontaminasi dengan menggunakan vegetasi, dan immobilisasi  kontaminan beracun polutan. Fitostabilisasi biasanya digunakan untuk  kontaminan logam pada daerah berlimbah yang mengandung suatu  kontaminan. Sedangkan rhizofiltrasi adalah proses penyerapan polutan oleh  tanaman tetapi biasanya konsep dasar ini berlaku apabila medium yang  tercemarnya adalah badan perairan (Surtikanti, 2011:146-148). 

Tumbuhan dapat berperan dalam mempercepat proses remediasi pada lokasi  yang tercemar. Hal ini dapat menjadi dalam berbagai cara, antara lain:

1. Sebagai solar driven-pump dan treat system, yaitu: proses penarikan polutan ke daerah rhizosfer dengan bantuan sinar matahari.

2. Sebagai biofilter, yaitu: tumbuhan yang dapat mengadsorbsi dan  membiodegradasi kontaminan yang berbeda di udara, air, dan daerah  buffer. Proses adsorbsi ini bersifat menyaring kontaminan.

3. Transfer oksigen dan menurunkan water table. Tumbuhan dengan sistem  perakaran dapat berfungsi sebagai transfer oksigen bagi mikroorganisme  dan dapat menurunkan water table sehingga difusi gas dapat terjadi.  Fungsi ini biasanya dilakukan oleh tanaman apabila kontaminannya  bersifat biodegradable.

4. Penghasil sumber karbon dan energi. Tumbuhan dapat berperan sebagai  sumber penghasil karbon dan energi alternatif yaitu dengan cara  mengeluarkan eksudat atau metabolisme oleh akar tumbuhan. Eksudat  tersebut dapat digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai sumber karbon dan alternatif sebelum mikroorganisme tersebut menggunakan  polutan sebagai sumber karbon dan energi.

Kegiatan industri, pertanian dan pertambangan semakin meningkat, sehingga pencemaran logam berat pada tanah dan air menjadi issue penting secara global terhadap masalah lingkungan, kesehatan, ekonomi, dan perencanaan. Adanya peningkatan pembuangan limbah industri, menyebabkan pencemaran pada air dan tanah, sehingga akan bermasalah terhadap pemanfaatan lahan untuk pertanian dan perkembangan perkotaan. Peningkatan penggunaan agrokimia pupuk dan pestisida untuk mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah dan produksi tanaman, ternyata mengandung unsur-unsur yang tidak diinginkan seperti kadmium (Cd) yang dapat mencemari tanah, sehingga kontaminasi oleh sumber-sumber pupuk dapat menimbulkan potensi ancaman bagi rantai makanan. 

Dampak pertambangan dan industri merupakan tantangan untuk pengelolaan lingkungan secara alami dengan cara meningkatkan kesadaran masyarakat tentang dampak pencemaran lingkungan perlu melibatkan unsur interdisipliner, antar-organisasi, dan upaya internasional. Secara global, ekonomi industri telah digunakan sebagai suatu sistem sumber daya terbuka melalui pemanfaatan bahan baku mineral dan energi; dengan pembuangan limbah yang berdampak terhadap pencemaran lingkungan. Tantangan yang dihadapi adalah membuat ekonomi industri lebih mengarah kepada sistem tertutup dengan sasaran penghematan energi, mengurangi limbah, mencegah pencemaran, dan mengurangi biaya (UNO, 1995). Dua unsur penting yang perlu diperhatikan adalah:

1. Industri harus mencakup eko-efisiensi dalam mewujudkan pendekatan produksi bersih; yaitu perolehan maksimum produk dari minimal bahan baku, rancangan produksi, dan teknologi pengolahan dengan meminimalisasi dampak lingkungan dan penanganan limbah untuk mencegah pencemaran lingkungan.

2. Limbah industri harus dianggap sebagai bahan baku berharga yang dapat diolah lebih lanjut atau dengan kata lain didaur ulang.

Remediasi yang diartikan sebagai perbaikan lingkungan secara umum diharapkan dapat menghindari resiko-resiko yang ditimbulkan oleh kontaminasi logam yang berasal dari alam (geochemical) dan akibat ulah manusia (anthropogenic). Logam dalam tanah tidak dapat mengalami biodegradasi sehingga pembersihan kontaminan menjadi pekerjaan yang berat dan mahal.

Remediasi adalah kegiatan untuk membersihkan permukaan tanah yang tercemar, ada 2 jenis remediasi tanah yaitu in-situ (on-site/pembersihan di lokasi) dan ex-situ (off-site). Remediasi secara in-situ bisa dengan menggunakan fungi atau bakteri (bioremediasi) atau dengan menggunakan tanaman akumulator logam berat (fitoremediasi). Salah satu tanaman akumulator logam berat adalah akar wangi (Vetiveria zizanioides L.)