View
51
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
a
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar B elakang
Seperti yang kita telah ketahui bahwa isu tentang pencemaran lingkungan bukanlah
hal asing di telinga kita seperti. Pencemaran lingkungan pada tanah dan perairan
diakibatkan oleh banyak penyebab termasuk limbah industri, limbah penambangan,
residu pupuk, dan pestisida hingga bekas instalasi senjata kimia. Bentuk pencemran
lingkungan yang mengganggu keseimbangan fisik, kimia, dan biologi tanah dan perairan.
Pencemaran logam berat seperti kadmium (Cd), seng (Zn), timbal (Pb), Tembaga (Cu),
kobalt (Co), selenium (Se), dan nikel (Ni) dan berbagai logam berat menjadi perhatian
serius karena dapat menjadi potensi polusi pada permukaan tanah maupun air tanah dan
dapat menyebar ke daerah sekitarnya melalui air, angin, penyerapan oleh tumbuhan
bioakumulasi pada rantai makanan. Hal itu dapat menimbulkan gangguan pada manusia,
hewan, dan tumbuhan, misalnya penyakit pada manusia akibat pencemaran kadmium dan
keracunan pada hewan ternak akibat kontaminasi selenium dan molibdenum.
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 .
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang menjadi pokok pembahasan pada makalah ini adalah
sebagai berikut :
1. Apa yang dimaksud dengan fitoremediasi ?
2. Bagaimana strategi dalam fitoremediasi ?
3. Bagaimanakah potensi tumbuhan Hiperkumulator ?
4. Bagaimanakah karakteristik tumbuhan hiperakumulator ?
5. Bagaimanakah peningkatan efisiensi tumbuhan hiperakumulator ?
C. Tujuan
Adapun yang menjadi tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui dan memahami pengertian dari fitoremediasi
2. Memahami strategi dalam fitoremediasi
3. Mampu menyelidiki potensi tumbuhan hiperkumulator
4. Mampu mengklasifikasi karakteristik tumbuhan hiperakumulator
5. Mampu menganalisa peningkatan efisiensi tumbuhan hiperakumulator
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Fitoremediasi
Istilah'' fitoremediasi'' berasal dari bahasa Yunani utso (phyto) = tanaman, dan
Latin'' remedium'' = memulihkan keseimbangan, atau perbaikan; terdiri dari mengurangi
polutan konsentrasi dalam tanah yang terkontaminasi, air atau udara dengan alami atau
tanaman rekayasa genetika yang memiliki kemampuan untuk mengakumulasi,
menurunkan atau menghilangkan logam, pestisida, pelarut, bahan peledak, minyak
mentah, dan turunannya dll. 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. Pembersihan polutan
dengan cara konvensional (removal) memerlukan biaya sekitar $ 8 juta - $ 24 juta per ha
dengan kedalaman 1 m. Untuk mengatasi problem di atas dalam satu dekade terakhir ini.
Ditawarkan suatu metode teknologi alternatif yang dikenal dengan fitoremediasi. Metode
ini telah dibuktikan mampu meremediasi lingkungan tercemar yang mudah diterapkan,
dengan biaya yang ekonomis. Fitoremediasi merupakan cabang ilmu yang tergolong
masih muda dalam perkembangan IPTEK.
Fitoremediasi merupakan proses teknologi yang menggunakan tumbuhan untuk
memulihkan tanah yang tercemar oleh bahan polutan secara in situ. 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
Pada awalnya metode fitoremediasi adalah tumbuhan yang dapat digunakan untuk
meremediasi lingkungan. Dalam remediasi lingkungan tercemar telah dimulai pada
tahun1970-an oleh seorang ahli geobotani di Caledonia. Ia menemukan bahwa tumbuhan
Sebertia acuminata yang dapat mengukumulasi hingga 20 % nikel (Ni) dalam tajuknya
dan kemudian ilmuwan mulai tertarik mendalami fitoremediasi. Beberapa ilmuwan telah
meneliti mengenai akumulasi logam berat oleh tumbuhan telah diterapkan dalam
meremediasi polutan di lingkungan tercemar. Fitoremediasi adalah pembersihan atau
pengembalian lingkungan tercemar ke keadaan sebelumnya dengan menggunakan
tumbuhan yang dapat memanfaatkan polutan baik sebagai sumber penguat jaringan
maupun penompang ukuran tumbuhan. Fitoremediasi juga dikatakan dapat men-
inaktivasi atau imobilisasi polutan dalam bentuk yang tidak berbahaya. Ada dua jenis
polutan yang dapat diremediasi tanaman yaitu polutan yang berupa senyawa organik, dan
senyawa anorganik atau logam berat. Ada beberapa cara fitoremediasi yang telah
dilakukan oleh para ilmuwan dalam menerapkan atau menangani kasus lingkungan
tercemar polutan dalam hal ini adalah logam berat.
B. Strategi dalam Fitoremediasi
Strategi dalam fitoremediasi telah dilakukan oleh beberapa ilmuwan yang
menggeluti remediasi lingkungan tercemar secara komersial maupun masih dalam taraf
riset adalah yang berlandaskan pada :
a. Kemampuan mengakumulasi kontaminan (phytoextraction) atau pada kemampuan
menyerap dan mentranspirasi air dari dalam tanah (creation of hydraulic barriers).
b. Kemampuan akar menyerap kontaminan dari air tanah (rhizofiltration) dan
kemampuan tumbuhan dalam memetabolisme kontaminan di dalam jaringan
(phytotransformation) juga digunakan dalam strategi fitoremediasi.
c. kemampuan tumbuhan dalam menstimulasi aktivitas biodegradasi oleh mikrob yang
berasosiasi dengan akar (phytostimulation).
d. Kemampuan imobilisasi kontaminan di dalam tanah oleh eksudat dari akar
(phytostabilization).
e. Kemampuan tumbuhan dalam menyerap logam dari dalam tanah dalam jumlah besar
dan secara ekonomis digunakan untuk meremediasi tanah yang bermasalah
(phytomining).
Pada awal perkembangan fitoremediasi, perhatian hanya difokuskan pada
kemampuan hiperakumulator dalam mengatasi pencemaran logam berat dan zat
radioaktif, tetapi kemudian berkembang untuk pencemar anorganik seperti arsen (As) dan
berbagai substansi garam dan nitrat, serta kontaminan organik seperti khlorin, minyak
hidrokarbon, dan pestisida.
C. Potensi Tumbuhan Hiperakumulator
Secara alami tumbuhan memiliki beberapa keunggulan sebagai berikut :
1. Beberapa keluarga tumbuhan memiliki sifat toleran terhadap logam berat.
2. Banyak spesies tumbuhan dapat imobilisasi polutan.
3. Penyamaian tumbuhan yang telah dimodifikasi secara genetik ke dalam suatu
lingkungan relatif lebih mudah dikontrol dibandingkan dengan mikrob.
4. Tumbuhan memberikan nilai keindahan.
5. Tumbuhan dapat menghasilkan gas O2
6. Tumbuhan menghasilkan energi yang dimanfaatkan dalam proses detokfisikasi
polutan.
Umumnya tumbuhan memiliki kemampuan menyerap logam berat yang dikenal
dengan istilah bioabsorsi, tetapi dalam jumlah bervariasi. Dari beberapa tumbuhan
terbukti memiliki sifat sangat toleran. Dimana tanaman dapat mengakumulasi logam
berat dengan konsentrasi yang sangat tinggi pada akar dan daunnya sehingga dikatakan
hiperakumulatif. Hiperakumulatif merupakan tumbuhan yang bersifat mengakumulasi
polutan dengan konsentrasi yang tinggi dari akar sampai ke daunnya. Tumbuhan yang
hiperakumulatif dikenal dengan istilah hiperakumulator, tumbuhan hiperakumulator
dapat dimanfaatkan dalam fitoekstraksi. Fitoekstraksi merupakan proses penyerapan
polutan oleh akar tumbuhan dan ditranslokasikan ke daun tumbuhan yang dapat diolah
setelah dipanen atau dibuang.
Mekanisme biologis dari hiperakumulasi unsur logam pada dasarnya meliputi
proses-proses sebagai berikut :
a. Interaksi rizosferik, yaitu proses interaksi akar tanaman dengan media tumbuh
(tanah dan air). Dalam hal ini tumbuhan hiperakumulator mempunyai
kemampuan untuk melarutkan unsur logam pada rizosfer dan menyerap logam
bahkan dari fraksi tanah yang tidak bergerak sekali sehingga menjadikan
penyerapan logam oleh tumbuhan hiperakumulator melebihi tumbuhan normal.
b. Proses penyerapan logam oleh akar pada tumbuhan hiperakumulator lebih cepat
dibandingkan tumbuhan normal, terbukti dengan adanya konsentrasi logam yang
tinggi pada akar. Akar tumbuhan hiperakumulator memiliki daya selektifitas
yang tinggi terhadap unsur logam tertentu.
c. Sistem translokasi unsur dari akar ke tajuk pada tumbuhan hiperakumulator lebih
efisien dibandingkan tanaman normal. Hal ini dibuktikan oleh rasio konsentrasi
logam tajuk/akar pada tumbuhan hiperakumulator lebih dari satu.
Tumbuhan hiperakumulator yang telah digolongkan oleh beberapa ilmuwan dapat
dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Jumlah tumbuhan yang hiperakumulator
Jenis unsurKriteria kandungan % pada
daun
Jumlah keluarga
tumbuhan
Cd > 0,01 1
Co > 0,10 11
Cu > 0,10 15
Pb > 0,10 6
Mg > 0,10 5
Ni > 0,10 37
Zn > 0,10 5
Tabel di atas, memperlihatkan kriteria atau standar tanaman hiperakumulator dan
beberapa jumlah keluarga tumbuhan. Ada satu keluarga tumbuhan yang dapat
mengakumulasi logam kadmium sampai ke daun dengan standar > 0,01 % berat kering.
Logam – logam lainnya.
Tabel 2. Spesies tumbuhan yang berpotensi sebagai hiperakumulator
Jenis unsur Tumbuhan
Zn (zink) Thlaspi caerulescens, T. calaminare, Sambucus, Rumex
Cd (kadmium)Thlaspi caerulescens, Sambucus, Rumex, Mimulus, guttatus,
Lolium miscanthus
Pb (plumbum) Lolium miscanthus, Thlaspi rotundifolium
Co (kobalt) Agrostis gigantea, Haumaniastrum robertii, Mimulus, guttatus
Cu (kuprum)Aeolanthus biformifolius, Lolium miscanthus, Alyxia
rubricaulis
Mn (mangan) Alyssum bertolonii, A. lesbiacum, Berkheya coddii
Alyssum bertolonii, A. lesbiacum, Berkheya coddii
Ni (nikel) Hybanthus floribundus, Thlaspi goesingense,
T. montanum, Senesio coronatus, Lolium
miscanthus, Phyllanthus serpentinus
Cs (sesium) Amaranthus retroflexus
As (arsenik) Reynoutria sachalinensis, Chlamidomonas sp.
Se (selenium) Astragalus racemosus
Fe (ferum) Poaceae
Hg (merkurium) Arabidopsis thaliana
Salinitas Attriplex spp., Halosarcia spp., Enneapogon spp.
Minyak bumi Euphorbia, Cetraria, Amaranthus retroflexus
Salah satu gambar-gambar tanaman yang dapat menyerap logam berat. Dapat
dilihat pada gambar dibawah ini sebagai berikut :
Gambar 1 : Alyssum bertoloni Gambar 2 : Agrostis gigantea
Gambar 3: Salah satu famili Euphorbia gambar 4 : Famili Poaceae
D. Karakteristik Tumbuhan Hiperakumulator
Karakteristik tumbuhan hiperakumulator adalah sebagai berikut :
a. Tahan terhadap unsur logam dalam konsentrasi tinggi pada jaringan akar dan
tajuk
b. Tingkat laju penyerapan unsur dari tanah yang tinggi dibanding tumbuhan lain.
c. Memiliki kemampuan mentranslokasi dan mengakumulasi unsur logam dari akar
ke tajuk dengan laju yang tinggi. Pada kondisi normal konsentrasi Zn, Cd, atau
Ni pada akar adalah 10 kali lebih tinggi dibanding konsentrasi pada tajuk, tetapi
pada tumbuhan hiperakumulator, konsentrasi logam pada tajuk melebihi tingkat
konsentrasi pada akar. Sebagian besar pustaka menggunakan batasan akumulasi
lebih dari 1% dari total berat kering tajuk atau 100 kali lebih besar dari tanaman
normal, tergantung pada jenis unsur. Untuk Ni sedikitnya 1000 mg kg -1 berat
kering tajuk (atau 0.1%). Untuk Zn sedikitnya 1% karena Zn biasa terdapat
dengan konsentrasi lebih besar di dalam tanah.
d. Secara ideal memiliki potensi produksi biomassa yang tinggi.
Reeves (1992) mengajukan batasan hiperakumulator yang dapat diterima secara
luas. Tumbuhan hiperakumulator terhadap Ni adalah suatu tumbuhan yang mengandung
unsur nikel dengan konsentrasi sedikitnya 1000 g g-1 biomassa tajuknya. Definisi ini
dapat diberlakukan untuk unsur-unsur lainnya. Sebagian besar spesies tumbuhan
mengalami penurunan produksi biomassa yang nyata bila pada tajuknya terdapat Ni
mencapai 50-100 mg Ni kg-1 berat kering sementara tumbuhan hiperakumulator terhadap
Ni dapat mentolelir sedikitnya 10-20 kali dari tingkat maksimum yang dapat ditolelir
tumbuhan normal dan tetap dapat memproduksi biomassa lebih tinggi. Sebagian
mentolelir sedikitnya 1% Ni pada tajuk, beberapa dapat mencapai 5% Ni, atau 500 kali
Ni pada tanaman budi daya. Untuk unsur Zn dan Mn tumbuhan hiperakumulator harus
dapat mengakumulasi lebih dari 1%. Tumbuhan hiperakumulator Cd harus dapat
mentolelir sedikitnya 100 mg Cd kg-1 berat kering biomassa.
E. Peningkatan Efesiensi Fitoekstraksi
Dalam penerapannya, fitoremediasi adalah menanam areal terkontaminasi dengan
tumbuhan hiperakumulator. Kunci dari keberhasilan adalah pada pemilihan jenis
tumbuhan yang sesuai (Lihat Tabel 1 & 2) dan penerapan praktek-praktek agronomis
serta pemberian perlakuan baik pada tanah maupun pada tumbuhan sesuai kebutuhan.
Pemanenan dilakukan secara periodik sesuai dengan umur tumbuhan. Biomassa hasil
panen yang mengandung kontaminan diabukan dan diisolasi atau diaplikasikan ke lokasi
lain yang mengalami kekurangan. Bila setelah pemanenan ternyata kadar bahan
pencemar masih tinggi maka penanaman diulang lagi hingga sebagian besar bahan
tercemar terserap oleh tanaman hingga kontaminan di dalam tanah mencapai tingkat yang
tidak berbahaya. Ketersediaan unsur logam dan penyerapannya oleh tanaman ditentukan
oleh konsentrasi total dan bentuk dari logam tersebut di dalam tanah selain faktor
geokimia pada medan perakaran. Faktor genetik dan spesies tumbuhan menentukan
penyerapan logam pada medan perakaran dan akar/tajuk pada tingkat yang bervariasi.
Penyerapan juga ditentukan oleh tipe jaringan tanaman dan perlakuan yang diberikan
pada tanah.
Efektivitas fitoekstraksi dapat ditingkatkan dengan memperbaiki faktor internal
yakni potensi genetik dan fisiologi tanaman ataupun faktor eksternal termasuk
manajemen pengolahan tanah dan budi daya tanaman. Meningkatkan potensi tumbuhan
dalam fungsinya sebagai hiperakumulator pada dasarnya adalah meningkatkan potensi
akumulasi polutan yang tinggi dalam tajuknya dan potensi produksi biomassa.
Seleksi tanaman dengan kultur jaringan adalah salah satu cara untuk
mengoptimumkan potensi tanaman untuk fitoekstraksi. Metode ini secara cepat dapat
menciptakan karakteristik tanaman yang baru. Dalam hal ini kultur kalus atau suspensi
dari individu atau agregat sel digunakan sebagai bahan seleksi. Selama proses
diferensiasi, sel dikultur pada media dengan konsentrasi logam yang ditingkatkan terus
hingga mencapai tingkat paling tinggi sesuai kemampuan jaringan. Dalam kondisi ini
terlihat tidak hanya sifat resistensi yang pasif tetapi juga kemampuan sel dalam
menyimpan logam berat. Sistem “Survival of the fittest” menjamin terseleksinya sel-sel
dengan toleransi yang paling tinggi terhadap logam dan memiliki penampilan terbaik
Totipotensi sel tanaman memungkinkan terjadinya regenerasi seluruh tanaman dari kalus
terseleksi ini.
Mengkombinasikan karakter-karakter yang diinginkan dalam satu jenis tanaman
hiperakumulator melalui seleksi genetik, pemuliaan, dan rekayasa genetik merupakan
salah satu strategi perbaikan teknologi fitoekstraksi. Mengetahui mekanisme akumulasi
logam pada spesies hiperakumulator adalah penting dan sangat diperlukan dalam
penggunaan metode bioteknologi. Upaya dalam penggunaan metode bioteknologi untuk
menghasilkan tumbuhan hiperakumulator unggul telah dimulai, diantaranya transfer gen
merA untuk meningkatkan kemampuan tumbuhan hiperakumulator Hg. dan kloning Zn
tranport cDNA pada tumbuhan hiperakumulator Zn Thlaspi caerulescens untuk
meningkatkan kapasitas penyerapan Zn.
Meningkatkan daya serap logam juga dapat dilakukan dengan menginduksi proses
fitoekstraksi dengan menggunakan senyawa khelat. Pemberian senyawa khelat dalam
tanah dapat merangsang ketersediaan dan transfer logam dari akar ke tajuk. Dalam
mekanisme pengkhelatan, diperkirakan unsur logam diserap tanaman dalam bentuk
kompleks logam-kelat yang lebih mudah diserap akar dan ditranslokasi ke tajuk. Kelat
sintetik yang biasa digunakan adalah EDTA untuk meningkatkan ekstraksi Pb, Cu, Ni,
dan Zn. EGTA untuk Cd; sitrat untuk uranium dan amonium tiosianit untuk Au.
Perbaikan agronomis untuk mengoptimumkan kapasitas fitoekstraksi juga banyak
diterapkan. Beberapa penelitian membuktikan bahwa manipulasi pH dan kesuburan tanah
dapat meningkatkan akumulasi Zn, Ni, dan Cd pada tanaman. Kandungan (konsentrasi x
total berat kering tanaman) Zn dan Cd pada tanaman yang diberi pupuk organik
meningkat 3-10 kali dibanding kontrol. Setiap unsur logam memiliki respon yang
berbeda terhadap perlakuan pH maupun pupuk.
Penelitian fisiologis termasuk mekanisme penyerapan unsur dan transportasinya
dalam tumbuhan untuk meningkatkan penyerapan unsur melalui pembuluh silem dan sel-
sel daun dapat menyumbang pengetahuan untuk memperbaiki efisiensi fitoekstraksi.
Masih sedikit pemahaman mengenai aktivitas dan mekanisme tanaman secara molekular
dalam kaitannya dengan sifat hiperakumulator yang berhasil diungkap. Ada indikasi
kemajuan, diantaranya keberhasilan dalam mengungkap karakterisasi penyerapan Fe, Cd,
dan Zn oleh T. caerulencens, Arabidopsis, dan mutan ragi (yeast) yang mengantarkan
pada strategi untuk mengembangkan kultivar transgenik untuk fitoremediasi secara
komersial..
Ada beberapa kriteria tumbuhan yang dapat digunakan dalam proses fitoremdiasi,
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. 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.
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.
BAB II
PENUTUP
A. Kesimpulan
Fitoremediasi merupakan proses teknologi yang menggunakan tumbuhan untuk
memulihkan tanah yang tercemar oleh bahan polutan secara in situ. 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.
Recommended