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
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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,