Fitoremediasi adalah upaya penggunaan tanaman dan bagian-bagiannya untuk dekontaminasi limbah dan masalah-masalah pencemaran lingkungan baik secara ex-situ menggunakan kolam buatan atau reactor maupun in-situ (langsung di lapangan) pada tanah atau daerah yang terkontaminasi limbah (Subroto, 1996).

Teknik fitoremediasi didefinisikan sebagai teknologi pembersihan, penghilangan atau pengurangan zat pencemar dalam tanah atau air dengan menggunakan bantuan tanaman. Teknik fitoremediasi merupakan metode biokonsentrasi bahan berbahaya (polutan) dalam tanah dan air serta merupakan teknologi pemulihan kualitas lingkungan tercemar yang ramah lingkungan dan murah. Teknik fitoremediasi sering dikembangkan untuk pemulihan kualitas lingkungan yang tercemar logam berat seperti Pb, Zn, Au dan pencemar dalam bentuk radioaktif seperti Cs.l.

Persyaratan tanaman untuk fitoremediasi, tidak semua tanaman dapat digunakan dikarenakan semua tanaman tidak dapat melakukan metabolisme, volatilisasi dan akumulasi semua polutan dengan mekanisme yang sama. Menurut Youngman (1999) untuk menentukan tanaman yang dapat digunakan pada penelitian fitoremediasi dipilih tanaman yang mempunyai sifat:

  1. Cepat tumbuh.
  2. Mampu mengkonsumsi air dalam jumlah yang banyak pada waktu yang singkat.
  3. Mampu meremediasi lebih dari satu polutan.
  4. Toleransi yang tinggi terhadap polutan.

Banyak tanaman yang telah diteliti dan memperlihatkan kemampuan dalam meremediasi polutan seperti logam dan senyawa hidrophobik seperti BTEX (Benzen, Toluene, Ethylbenzen dan Xylen), Larutan klor, Limbah amunisi dan senyawa nitrogen.

Mekanisme kerja fitoremediasi terdiri dari beberapa konsep dasar yaitu: fitoekstraksi, fitovolatilisasi, fitodegradasi, fitostabilisasi, rhizofiltrasi dan interaksi dengan mikroorganisme pendegradasi polutan (Kelly, 1997). Fitoekstraksi merupakan penyerapan polutan oleh tanaman dari air atau tanah dan kemudian diakumulasi/disimpan didalam tanaman (daun atau batang), tanaman seperti itu disebut dengan hiperakumulator. Setelah polutan terakumulasi, tanaman bisa dipanen dan tanaman tersebut tidak boleh dikonsumsi tetapi harus di musnahkan dengan insinerator kemudian dilandfiling. Fitovolatilisasi merupakan proses penyerapan polutan oleh tanaman dan polutan tersebut dirubah menjadi bersifat volatil dan kemudian ditranspirasikan oleh tanaman. Polutan yang di lepaskan oleh tanaman keudara bisa sama seperti bentuk senyawa awal polutan, bisa juga menjadi senyawa yang berbeda dari senyawa awal. Fitodegradasi adalah proses penyerapan polutan oleh tanaman dan kemudian polutan tersebut mengalami metabolisme didalam tanaman. Metabolisme polutan didalam tanaman melibatkan enzim antara lain nitrodictase, laccase, dehalogenase dan nitrilase. Fitostabilisasi merupakan proses yang dilakukan oleh tanaman untuk mentransformasi polutan didalam tanah menjadi senyawa yang non toksik tanpa menyerap terlebih dahulu polutan tersebut kedalam tubuh tanaman. Hasil transformasi dari polutan tersebut tetap berada didalam tanah. Rhizofiltrasi adalah proses penyerapan polutan oleh tanaman tetapi biasanya konsep dasar ini berlaku apabila medium yang tercemarnya adalah badan perairan.

 

cropped-129df-skematikfitoremediasi.jpg
Jalur penyerapan polutan pada tanaman pada proses fitoremediasi (titik merah menunjukan polutan)

Meurut Haryanti (2007) mekanisme penyerapan dan akumulasi logam berat oleh tanaman dapat dibagi menjadi tiga proses yang sinambung, sebagai berikut :

  1. Penyerapan oleh akar. Agar tanaman dapat menyerap logam, maka logam harus dibawa ke dalam larutan di sekitar akar (rizosfer) dengan beberapa cara bergantung pada spesies tanaman. Senyawa-senyawa yang larut dalam air biasanya diambil oleh akar bersama air, sedangkan senyawa-senyawa hidrofobik diserap oleh permukaan akar.
  2. Translokasi logam dari akar ke bagian tanaman lain. Setelah logam menembus endodermis akar, logam atau senyawa asing lain mengikuti aliran transpirasi ke bagian atas tanaman melalui jaringan pengangkut (xilem dan floem) ke bagian tanaman lainnya.
  3. Lokalisasi logam pada sel dan jaringan. Hal ini bertujuan untuk menjaga agar logam tidak menghambat metabolisme tanaman. Sebagai upaya untuk mencegah peracunan logam terhadap sel, tanaman mempunyai mekanisme detoksifikasi, misalnya dengan menimbun logam di dalam organ tertentu seperti akar.

 

Mekanisme Fitoakumulasi atau fitoekstraksi

Fitoakumulasi atau fitoekstraksi merupakan merupakan salah satu proses dalam fitoremediasi yang mencakup 4 hal, yaitu : pengelolaan tanaman pada lokasi tercemar, pemindahan logam melalaui biomassa yang dipanen, dilakukan perlakuan terhadap biomassa yang dipanen berikut pelenyapan biomassa sebagai limbah berbahaya, penghilangan logam dari biomassa yang dipanen. Fitoekstraksi termasuk pendekatan yang paling baik untuk memindahkan kontaminan, terutama dari tanah dan mengisolasinya tanpa merusak struktur tanah dan kesuburan tanah. Proses ini juga dikenal dengan istilah fitoakumulasi. Faktor yang harus diperhatikan agar metode ini sesuai adalah tanaman yang digunakan harus dapat mengekstrak logam dalam konsentrasi yang besar ke dalam akar, kemudian menstranslokasikannya ke tajuk dan memproduksi biomassa tanaman dalam jumlah besar. Pemindahan logam berat dapat didaur ulang kembali dari biomassa tanaman yang telah terkontaminasi. Faktor-faktor tanaman seperti laju pertumbuhan, selektifitas elemen, resisten terhadap penyakit, metode panen juga penting untuk diperhatikan. Namun, pertumbuhan yang lambat, system perakaran yang dangkal, produksi bimassa yang kecil dan pembuangan akhir dapat menjadi pembatas penggunaan spesies hiperakumulator (Hayati, 2010).

Fitoakumulasi atau fitoekstraksi adalah penyerapan polutan logam berat (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn) di dalam tanah oleh akar tumbuhan, dan mengakumulasikan senyawa tersebut ke bagian tumbuhan, seperti akar, batang, atau daun. Kontaminan dihilangkan dari lingkungan dengan cara memanen tanaman dan menjadikannya sebagai limbah. Penekanan teknologinya adalah bahwa daun tanaman mempunyai massa yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan tanah  dan bahan lain yang selama ini digunakan dalam proses dekontaminasi. Teknik fitoakumulasi ini banyak dipakai pada dekontaminasi tanah, sedimen dan sludge.

Beberapa kelemahan dari teknik fitoekstraksi menurut Tjahaja et al (2009) adalah :

  1. Tanaman yang merupakan hiperakumulator logam biasanya mempunyai pertumbuhan lambat, biomassanya kecil, dan sistem perakarannya dangkal.
  2. Biomassa tanaman harus dipanen dan dipindahkan, selanjutnya dilakukan reklamasi logam atau pembuangan biomassa dengan cara yang sesuai.
  3. Logam atau bahan pencemar dapat memberikan efek toxic pada tanaman. Selama ini penelitian fitoekstraksi kebanyakan dilakukan secara hidroponik di laboratorium dengan menambahkan kontaminan logam ke dalam larutan. Kondisi ini tidak menggambarkan keadaan yang sebenarnya apabila kontaminan berada di tanah. Koefisien fitoekstraksi atau faktor akumulasi yang diperoleh dari kondisi lapangan akan berbeda dengan hasil yang diperoleh dari penelitian di laboratorium.

Metode fitoekstraksi sering digunakan untuk dekontaminasi logam Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn. Beberapa unsur radioaktif dilaporkan dapat juga didekontaminasi dengan teknik fitoekstraksi, yaitu  Sr-90, Cs-137, Pu-239, U-238, dan U-234. Biasanya teknik fitoekstraksi ini diaplikasikan pada tanah atau sedimen yang terkontaminasi dengan metal (Pb, Cd, Zn, As, Cu, Cr, Se, U). Tanaman yang dapat dipakai adalah bunga matahari (Helianthus anuus), indianmustard atau sawi (B. juncea), rapeseed plants (B. napus), barle (Hordeum vulgare, family Poaceae), hops (Humulus lupulus), crucifers (Chinese cabage atau Brassica olerceae atau Bchinensis), serpentine plants Nettles (Urticadioica), dan dandelions (Taraxacum officinale) (Tjahaja et al, 2009).

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *