Minggu, 08 Februari 2009

Fitoremediasi

Fitoremediasi

Teknologi Pengolah Limbah Alternatif

KUALITAS lingkungan yang semakin memburuk akibat pencemaran pada udara, air, dan tanah merupakan ancaman besar bagi kelangsungan kehidupan makhluk hidup di bumi, tidak terkecuali manusia. Beberapa jenis polutan yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan hewan, selain gas beracun, adalah logam kimia berbahaya jenis logam berat, seperti tembaga (Cu), kobait (Co), timbal (Pb), kadmium (Cd), kromium (Cr), mangan (Mn), raksa (Hg), nikel (Ni), senyawa pestisida dan beberapa jenis senyawa organik.
Jika melewati ambang batas, keberadaan jenis-jenis polutan tersebut diketahui bersifat racun dan teratogenik, juga bersifat karsinogenik, yaitu dapat menimbulkan terjadinya penyakit kanker.Keberadaan polutan logam berat di lingkungan selain memang alami sebagai batuan mineral, juga terjadi karena berbagai jenis kegiatan manusia. Jenis kegiatan manusia yang menghasilkan atau meningkatkan kandungan logam tersebut, antara lain pertambangan, peleburan logam, pelapisan logam, gas buang kendaraan, proses produksi/konversi energi dan bahan bakar. Sedangkan senyawa pestisida dan senyawa organik berupa pelarut umumnya dihasilkan oleh kegiatan agroindustri dan limbah proses industri, terutama industri cat, polimer, dan adhesive.



Teknik Fitoremediasi
Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan logam berbahaya, pestisida, dan senyawa organik tertentu di dalam tanah dan air, terutama di kota besar dan kawasan industri, telah melampaui ambang batas dan cenderung menuju ke tingkat membahayakan. Oleh karena itu, dipacu oleh akibat kebocoran reaktor nuklir di Chernobyl – Rusia pada tahun 1986, beberapa peneliti Amerika dan Ukraina telah melakukan penelitian terhadap kemampuan tanaman jenis Indian mustard untuk meminimalkan kandungan unsur cesium dan stronsium dalam tanah yang telah terpapar oleh senyawa radioaktif. Sedangkan di Iowa – AS, para peneliti mencoba pohon poplar untuk menurunkan kandungan senyawa pestisida jenis atrazine yang terpapar di dalam tanah dan air tanah.
Penghilangan senyawa atrazine serta unsur radioaktif sangat penting karena kedua jenis senyawa itu merupakan senyawa karsinogenik. Beberapa tahun yang lampau beberapa peneliti Indonesia juga melakukan penelitian dan pengukuran daya penurun kandungan logam berat dan unsur radioaktif dengan menggunakan tanaman enceng gondok.Tiga penelitian di atas adalah contoh pengolahan limbah berbahaya menggunakan teknologi fitoremediasi.
Fitoremediasi didefinisikan sebagai teknologi pembersihan, penghilangan atau pengurangan polutan berbahaya, seperti logam berat, pestisida, dan senyawa organik beracun dalam tanah atau air dengan menggunakan bantuan tanaman. Teknologi ini mulai berkembang dan banyak digunakan karena memberikan banyak keuntungan. Teknologi ini potensial untuk diaplikasikan, aman untuk digunakan dan dengan dampak negatif relatif kecil, memberikan efek positif yang multiguna terhadap kebijakan pemerintah, komunitas masyarakat dan lingkungan, biaya relatif rendah, mampu mereduksi volume kontaminan, dan memberikan keuntungan langsung bagi kesehatan masyarakat. Keuntungan paling besar dalam penggunaan fitoremediasi adalah biaya operasi lebih murah bila dibandingkan pengolahan konvensional lain seperti insinerasi, pencucian tanah berdasarkan sistem kimia dan energi yang dibutuhkan. Sebagai perbandingan, sistem pencucian logam membutuhkan biaya sekitar US$ 250/kubik yard sedangkan fitoremediasi hanya membutuhkan US$ 80/kubik yard.
Teknologi fitoremediasi dikembangkan berdasarkan kemampuan beberapa jenis tanaman dalam menyerap beberapa logam renik seperti seng (Zn) dan tembaga (Cu) dalam pertumbuhannya. Berdasarkan logam yang diperlukan untuk pertumbuhannya dikenal beberapa jenis tanaman yaitu serpentine (memerlukan tanah yang kaya akan unsur Ni, Cr, Mn, Mg, Co), seleniferous (memerlukan tanah yang kaya akan unsur Se), uraniferous (memerlukan tanah yang kaya akan unsur uranium), dan calamine (memerlukan tanah yang kaya akan unsur Zn dan Cd).
Berdasarkan sifat tanaman tersebut, para peneliti mulai mengamati dan meneliti kemungkinan penggunaan tanaman untuk pengolahan atau penghilangan logam berat dalam tanah atau air. Beberapa jenis tanaman di Kaledonia Baru, Filipina, Kuba, Brazil, Eropa Tengah, Afrika Tengah dan sedikit di Asia menunjukkan sifat hiper-akumulasi, yaitu sifat daya penyerapan atau akumulasi yang tinggi terhadap logam dalam sistem jaringan, hingga mencapai kadar 1.000 – 10.000 ppm. Berdasarkan jenis logam yang dapat diakumulasi dikenal tiga jenis golongan tanaman yaitu akumulator Cu/Co, akumulator Zn/Cd/Pb dan akumulator Ni. Contoh tanaman yang bersifat hiper-akumulasi antara lain Streptanthus polygaloides, Sebertia acuminata, Armeria maritima, Aeollanthus biformifolius, Haumaniastrum katangense, spesi Astralagus, genus Thlaspi dan Alyssum. Beberapa peneliti di Amerika juga tengah meneliti beberapa tanaman yang mampu menurunkan kandungan trikloroetana (CHCl3), suatu pelarut organik yang sangat beracun, dan karsinogen, trinitrotoluen (TNT) atau bahan kimia untuk pembuatan bom, dan pestisida.

Arah dan Aplikasi
Sampai saat ini, para peneliti masih mengaji mekanisme yang terjadi dalam proses pengolahan logam secara fitoremediasi. Beberapa mekanisme yang diusulkan, tetapi belum dimengerti secara mendalam, antara lain pembentukan khelat logam dalam sistem intraselular atau ekstraselular, terjadinya senyawa logam yang mudah mengendap, dan munculnya akumulasi dan translokasi logam dalam sistem vaskular tanaman. Selain penelitian mekanisme dalam proses di atas, para peneliti juga masih terus mencari, menyeleksi, dan mengidentifikasi sejumlah tanaman dari seluruh belahan bumi yang potensial untuk digunakan proses fitoremediasi. Penelitian dibutuhkan sebelum aplikasi di lapangan untuk menghindari dampak negatif yang mungkin timbul.
Ada empat informasi penting yang dicari dalam penelitian. Pertama, kemampuan daya akumulasi berbagai jenis tanaman untuk berbagai jenis logam dan konsentrasi, sifat kimia dan fisika tanah, dan sifat fisiologi tanaman. Kedua, spesifikasi transpor dan akumulasi logam. Ketiga, mekanisme akumulasi dan hiper-akumulasi ditinjau secara fisiologi, biokimia, dan molekular. Keempat, kesesuaian sistem biologi dan evolusi pada akumulasi logam.
Sebagai pengembangan dari teknologi fitoremediasi, peneliti dari Universitas New Jersey, Amerika mengembangkan tiga bidang baru sebagai bagian dari fitoremediasi yaitu fitoekstrasi, rizofiltrasi dan fitostabilisasi. Ketiga bidang baru ini diharapkan akan mempercepat pengembangan aplikasi dan pemahaman mekanisme reaksi dalam proses fitoremediasi. Penggunaan fitoremediasi seperti teknologi pengolah limbah lain, antara lain insinerator, landfill, dan pencucian secara kimia juga menimbulkan kekhawatiran. Terutama kemungkinan akibat yang timbul bila tanaman yang telah menyerap logam berat tersebut dikonsumsi oleh hewan dan serangga. Dampak negatif yang dikhawatirkan adalah terjadinya kematian pada hewan dan serangga atau terjadinya akumulasi logam pada predator-predator jika mengonsumsi tanaman yang telah digunakan dalam proses fitoremediasi.
Bagaimanapun juga, teknologi fitoremediasi sebagai metode biokonsentrasi bahan limbah berbahaya dalam tanah dan air merupakan bidang penelitian yang sangat menarik. Bidang ini juga memberikan jawaban pertanyaan mendasar tentang sistem biokimia, nutrisi, dan fisiologi tanaman serta mekanisme akumulasi, resistensi , dan pembersihan bahan berbahaya. Semua pengetahuan di atas sangat berguna untuk aplikasi di bidang agroindustri dan lingkungan. Fitoremediasi, walaupun sekarang masih dalam tahap pengembangan, diharapkan akan menjadi teknologi pembersih lingkungan yang tangguh di era mendatang, sehingga program penghijauan dan pembersihan bumi kita akan segara tercapai.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar