Bioremediasi Praktikum ke : 8

Kelas/Klmpk : A

Hari/Tgl : Sabtu, 18 November 2014

Waktu : 08.00-12.00 WIB

Dosen : Ir. Dominikus Dodit Hadijoyo

JENIS – JENIS TANAMAN UNTUK FITOREMEDIASI

1. Ageng Noviatama J3M112104 2. Rofiqoh Eliyana J3M112105 3. Fitriana Haediningrum J3M112106

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK DAN MANAJEMEN LINGKUNGAN

PROGRAM DIPLOMA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Aktivitas dan pembagunan pada sektor industri semakin meningkat tiap

tahunnya, dan dalam perkembangan industri di Negara berkembang seperti

Indonesia, sektor ini menjadi sektor penting dalam meningkatkan kesejahteraan

dan ekonomi masyarakatnya. Namun lain halnya dengan kesejahteraan di

bidang ekonomi, kesejahteraan di bidang kesehatan lingkungan semakin

menurun sehingga terjadinya penurunan kualitas kesehetan dan semakin

tingginya tingkat pencemaran yang dihasilkan. Peningkatan pembangunan

industri sangat erat kaitannya dengan peningkatan permasalahan terhadap

kelestarian lingkungan dalam bentuk bahan pencemar. Bahan pencemar yang

dihasilkan oleh kegiatan industri salah satunya logam berat.

Penggunaan logam berat dan senyawa organik secara intensif di dalam

industri telah menimbulkan kontaminasi baik di tanah maupun perairan

(Mangkoediharjo, 2005). Konsentrasi logam berat yang tinggi di dalam tanah

dapat masuk ke dalam rantai makanan dan berpengaruh buruk pada organisme.

Di sekitar Palmerton Amerika Serikat, kadar Cd setinggi 10 mg/kg ditemukan di

dalam ginjal tikus, sedangkan kadar Cd di dalam ginjal dan hati rusa adalah 5

kali lebih tinggi daripada yang ditemukan di tubuh rusa yang hidup di daerah

180 km dari daerah ini (Storm, et al., 1994). Demikian pula ditemukan, bahwa

kadar seng yang tinggi di tanah bekas penambangan logam mengakibatkan

reduksi produksi kedelai hingga 40% (Pierzynski dan Schwab, 1993) .Dalam dua

dekade terakhir upaya kegiatan pemulihan lingkungan melalui pendekatan

secara biologis berbasis tumbuhan atau dikenal dengan istilah bioremediasi

mendapat perhatian dari pemerintah (Kementrian Lingkungan Hidup,2003)

Tindakan pemulihan atau remediasi mulai dilakukan oleh perusahaan –

perusahaan tambang yang memiliki tingkat pencemaran tinggi terhadap

kesuburan tanah. Tindakan ini dilakukan untuk mengembalikan keadaan tanah

seperti semula atau dalam keadaan aman. Salah satu, metode yang dilakukan

adalah metode Fitoremediasi. Metode ini mengunakan media tanaman sebagai

penyerap, pendegradasi maupun pengimbolisasian bahan pencemar, baik itu

logam berat maupun senyawa organik maupun anorganik.

1.2 Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk menguraikan mengenai peranan tumbuhan

dalam pengendalian dan pemulihan pencemaran, dengan menitikberatkan

perhatian pada logam berat.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Istilah fitoremediasi berasal dari kata Inggris phytoremediation. Kata ini

sendiri tersusun atas dua bagian kata, yaitu phyto yang berasal dari kata Yunani

phyton yaitu tumbuhan dan remediation yanmg berasal dari kata Latin

remedium yang berarti menyembuhkan. Fitoremediasi berarti juga

menyelesaikan masalaH dengan cara memperbaiki kesalahan atau kekurangan

(Anonimous, 1999). Dengan demikian fitoremediasi adalah pemanfaatan

tumbuhan, mikroorganisme untuk meminimalisasi dan mendetoksifikasi bahan

pencemar, karena tanaman mempunyai kemampuan menyerap logam-logam

berat dan mineral yang tinggi atau sebagai fitoakumulator dan fotochelator

(Udiharto, 1992).

Konsep pemanfaatan tumbuhan dan mikroorganisme untuk meremediasi

tanah terkontaminasi bahan pencemar adalah pengembangan terbaru dalam

teknik pengolahan limbah. Fitoremediasi dapat diaplikasikan pada limbah

organik maupun anorganik juga unsur logam (As,Cd,Cr,Hg,Pb,Zn,Ni dan Cu)

dalam bentuk padat, cair dan gas (Salt et al., 1998).

Tumbuhan mempunyai kemampuan untuk menahan substansi toksik

dengan cara biokimia dan fisiologisnya serta menahan substansi non nutritive

organik yang dilakukan pada permukaan akar. Bahan pencemar tersebut akan

dimetabolisme atau diimobolisasi melalui sejumlah proses termasuk reaksi

oksidasi, reduksi dan hidrolisa enzimatis. Mekanisme fisiologi fitoremediasi

dibagi menjadi (Salt et al., 1998) :

1. Fitoekstraksi : pemanfaatan tumbuhan pengakumulasi bahan pencemaruntuk

memindahkan logam berat atau senyawa organik dari tanah dengancara

mengakumuylasikannya di bagian tumbuhan yang dapat dipanen.

2. Fitodegradasi : pemanfaatan tumbuhan dan asosiasi mikroorganisme

untukmendegradasi senyawa organik.

3. Rhizofiltrasi : pemanfaatan akar tumbuhan untuk menyerap bahanpencemar,

terutama logam berat, dari air dan aliran limbah.

4. Fitostabilisasi : pemanfaatan tumbuhan untuk mengurangi bahan pencemar

dalam lingkungan.

5. Fitovolatilisasi : pemanfaatan tumbuhan untuk menguapkan bahan pencemar,

atau pemanfaatan tumbuhan untuk memindahkan bahan pencemar dari udara.

Menurut Corseuil & Moreno (2000), mekanisme tumbuhan dalam

menghadapi bahan pencemar beracun adalah :

1. Penghindaran (escape) fenologis. Apabila pengaruh yang terjadi

padatanaman musiman, tanaman dapat menyelesaikan siklus hidupnya

padamusim yang cocok.

2. Ekslusi, yaitu tanaman dapat mengenal ion yang bersifat toksik

danmencegah penyerapan sehingga tidak mengalami keracunan.

3. Penanggulangan (ameliorasi). Tanaman mengabsorpsi ion tersebut,

tetap berusaha meminimumkan

III. PEMBAHASAN

Berbagai jenis tanaman memiliki peranan dalam mengdalikan dan memulihkan

pencemaran baik di tanah, udara dan air. Jenis – jenis tumbuhan Phytoremediasi

diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Poplar (Populus deltoides)

Menurut Coleman et.al 1993 Pohon

poplar adalah jenis tumbuhan yang dapat

hidup pada 25oC hingga 30oC dan pohon asli

endemik dari Amerika Utara. Pohon ini

mendapat perhatian khusus karena

perakarannya yang dalam dan

kemampuannya mendegradasi berbagai zat

organik contohnya adalah pemecahan

senyawa kontaminan pestisida, klorinat,

hidrokarbon (Schnoor et al., 1995). Contoh

lainnya adalah penanaman 4 barisan poplar

hibrida (8 m lebarnya dengan 10.000

tanaman/ha) untuk melindungi sungai dari

pencemaran yang datang dari ladang

pertanian di sekitarnya. Hasilnya terjadi

penurunan kadar nitrat dari 50-100 ppm menjadi <5 ppm. Pada skala pilot,

terbukti pula poplar mampu mereduksi atrazin sebesar 10-20%.

2. Kiambang (Pistia Stratiotes)

Menurut penelitian Dewi 2013, Kiambang merupakan salah satu jenis

tanaman air yang menjadi agen tumbuhan penyerap orthofosfat pada detergen

melalui mekanisme fitoremediasi. Menurut hasil penelitian efektivitas

Gambar 1. Pohon Poplar

Sumber:

http://plants.bachmanslandscaping.com/C

ontent/Images/Photos/F788-03.jpg

penyerapan orthofosfat ditunjukkan pada perlakuan fitoremediasi kiambang

dengan nilai penyerapan sebesar 0,02 mg/L atau sebesar 15,38% dari

konsesntrasi awal orhofosfat sebesar 0,13 mg/L.

Gambar 2. Kiambang (Pistia Stratiotes)

Sumber: wikipedia

3. Bunga Matahari (Heliantus Anuus, Less)

Bunga matahari merupakan tanaman yang masuk ke dalam suku

compositae (asteraceae), sebuah suku yang mempunyai jenis sangat banyak

Tanaman ini pernah berhasil digunakan dalam proses fitoremediasi badan air

yang tercemar radionuklida akibat kecelakaan Chernobyl.

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Thajaja, dkk 2007 disimpulkan

bahwa tanaman bunga matahari mampu menyerap dan mengakumulasi

Radiosesium (kebanyakan berupa 134Cs dan

137Cs). 134Cs merupakan salah satu bahan

radioaktif yang dapat terlepas ke lingkungan

dalam jumlah relatif besar serta mempunyai

dampak yang merugikan bagi lingkungan dan

manusia. Besarnya konsentrasi 134Cs dalam

tanah tidak berpengaruh secara umum terhadap

pertumbuhan tanaman.

Gambar 3. Bunga Matahari (Heliantus anuus)

4. Kangkung (Ipome reptans)

Salah satu cara untuk memulihkan

lingkungan tanah dari suatu kontaminan logam

berat adalah dengan menggunakan tanaman, yaitu

dengan cara menanam tanaman yang mampu

menyerap logam berat dari dalam tanah. Metode

ini dikenal dengan nama fitoremediasi. (Smith

dkk, 1997 dalam Bayu, 2010). Seregeg dalam

Kohar, 2005 telah melakukan penelitian terhadap

kemampuan beberapa tanaman untuk menyerap

logam berat dari air yang tercemar. Kangkung

termasuk salah satu tanaman yang mudah menyerap logam berat dari media

tumbuhnya. Padahal kangkung banyak dikonsumsi dan sering dijumpai

tumbuh/ditanam di tanah-tanah kosong di sekitar daerah sungai dengan pengairan

yang berasal dari sungai tersebut (Kohar dkk, 2005).

Menurut Haruna, dkk 2009 hasil analisis diperoleh konsentrasi logam berat

Cu tertinggi pada semua usia panen terletak pada akar, kemudian pada batang

setelah itu pada daun kangkung. Semakin lama panen kangkung, semakin besar nilai

konsentrasi logam berat yang terkandung didalamnya.

5. Anturium Merah/ Kuning: Anthurium adalah nama kelompok genus

tanaman family Araceae. Spesies Anthurium cristallinum lebih dikenal dengan

sebutan kuping gajah, karena daunnya yang besar, lebar dan hijau tua dianggap

menyerupai atau mirip dengan telinga gajah. Yang lain

dikebunkan sebagai penghasil bunga potong, terutama

spesiesAnthurium adreanum, yang daunnya berbentuk

hati, tongkolnya dikelilingi bunga-bunga kecil, kuning,

dan seludangnya merah cerah, berlilin.

Gambar 4. Kangkung (Ipome retratus)

Gambar 5. Antrium Merah

6. Jarak Pagar (Jatropha curcas L)

Tanaman ini mudah tumbuh pada berbagai jenis tanah dan tahan

kekeringan, banyak ditemukan di pinggir-pinggir jalan, biasanya digunakan

sebagai tanaman pembatas pagar dan tanaman hias serta mudah didapatkan dan

diperbanyak (Hambali dkk, 2006). Tanaman ini juga dikembangkan sebagai

sumber arternatif bahan baku minyak nabati yaitu biodisel (Alamsyah, 2006).

Dengan demikian, pemilihan tanaman jarak pagar untuk remediasi tanah tercemar

logam berat.

Menurut Kelly dalam Surahmaidah (2008) tumbuhan dari family

Euphorbiaceae sangat baik dalam menyerap logam berat Nikel (Ni). Jarak pagar

(Jatropha curcas) dapat digunakan untuk meremediasi tanah tercemar Timbal (Pb)

dan Cadmium (Cd) dengan tingkat

konsentrasi maksimum Pb dan Cd dalam

tanah sebesar 50 mg/kg (Surahmaida,

2008). Hasil percobaan Kumar et al. (2008)

dalam penelitianya menyebutkan bahwa

Jarak pagar (Jatropha curcas) dapat

bertahan pada tanah yang terkontaminasi

logam berat Arsenik (As), Cromium (Cr)

dan Seng (Zn).

7. Bambu Air

Tumbuhan bambu air (Equisetum hyemale) termasuk anggota

genus Equisetum, familia Equisetaceae dari ordoEquisetales yang merupakan satu-

satunya anggota kelas Equisetinae atau Equisetopsida dari subfilum Sphenopsida

yang masih dapat ditemukan dalam keadaan hidup saat ini. Sehingga tumbuhan

yang termasuk genus ini disebut juga paku ekor kuda. Spesies dari genus ini

umumnya tumbuh di lingkungan yang basah seperti kolam dangkal, daerah

pinggiran sungai, atau daerah rawa. Tumbuhan ini rata-rata berukuran kecil

dengan tinggi sekitar 25 – 100 cm dan diameter batang tidak pernah lebih dari 3

Gambar 6. Tanamana Jarak Pagar

cm, meskipun beberapa anggotanya yang hidup di Amerika yang beriklim tropis

ada yang bisa tumbuh mencapai 6 hingga 8 m (contohnya adalah Equisetum

giganteum dan Equisetum myriochaetum). Anggota dari genus ini dapat dijumpai

di seluruh dunia kecuali Antartika.

8. Jenis tumbuhan hipertoleran serta kandungan sianida dan timbal

Sifat hipertoleran terhadap logam berat adalah kunci karakteristik yang

mengindikasikan sifat hiperakumulator suatu tumbuhan. Suatu tumbuhan

dapat disebut hiperakumulator apabila memiliki karakter-karakter sebagai berikut:

(i) Tumbuhan memiliki tingkat laju penyerapan unsur dari tanah yang lebih tinggi

dibanding tanaman lainnya, (ii) Tumbuhan dapat mentoleransi unsur dalam tingkat

yang tinggi padajaringan akar dan tajuknya, dan (iii)nTumbuhan memiliki laju

translokasi logam berat dari akar ke tajuk yang tinggi sehingga akumulasinya pada

tajuk lebih tinggi dari pada akar (Brown et al, 1995). Berikut merupakan tanaman

yang mampu toleran di lahan tailing:

Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman azolla merupakan tanaman

yang paling toleran terhadap lahan

tailing. Selain itu, Sudah banyak hasil

penelitian yang membuktikan

keberhasilan penggunaan tumbuhan

untuk remediasi dan tidak sedikit

tumbuhan yang dibuktikan sebagai

hiperakumulator adalah species yang

berasal dari daerah tropis. Species

tersebut diantaranya Thlaspi calaminare

untuk seng (Zn), T. caerulescens untuk kadmium (Cd), Aeolanthus biformifolius

untuk tembaga (Cu), Phylanthus serpentinus untuk nikel (Ni), Haumaniastrum

robertii untuk kobalt (Co) Astragalus racemosus untuk selesium (Se), dan Alyxia

rubricaulis untuk mangan (Mn) (Li, et. al., 2000dalam Wise et. al., 2000). Selain

itu Brachiaria mutica untukair raksa (Hg) (Kartawinata, 2002, komunikasi

pribadi).

IV. KESIMPULAN

Gambar 7. Tanaman Azolla

Tanaman yang dapat digunakan sebagi Fitoremediasi diantaranya

adalah Poplar (Populus deltoides), Kiambang (Pistia Stratiotes), Bunga Matahari

(Heliantus Anuus, Less), Kangkung (Ipome reptans), Anturium Merah/ Kuning,

Jarak Pagar (Jatropha curcas L)dan Bambu Air. Setiap tanaman memiliki

kemampuan yang berbeda dalam memulihkan pencemaran.

V. DAFTAR PUSTAKA

Kementerian Lingkungan Hidup. 2003. Pengelolaan limbah minyak bumi secara

biologi. Badan Pengendali Dampak Lingkungan, Jakarta

Khan, A.G., C. Kuek., Chaudrhry., C.S. Khoo & W.J. Hayes. 2000. Role of Plant,

Mycorrhizae andPhytochelator in Heavy Metal Contaminated Land

Remediation. Chemosphere 41:197 –207.

Juhaeti, Titik, dkk. 2005 Inventarisasi Tumbuhan Potensial untuk Fito remediasi

Lahan dan Air Terdegradasi Penambangan Emas. Bogor: Pusat Penelitian

Biologi. LIPI

Mangkoedihardjo, S. 2005. Fitoteknologi dan Ekotoksikologi dalam Desain

Operasi Pengomposan Sampah, Seminar Nasional Teknologi Lingkungan

III ITS (Online), (http://www.its.ac.id/sarwoko-enviro-

Seminar%20sampah%20TL.pdf, diakses 8 Maret 2008).

Meagher Richard. Tidak Diketahui. Phytoremediasi Polutan Beracun Dan

Polutan Organik [Mata Kuliah Fakultas Teknik Remediasi Institut

Teknologi Sepuluh Nopember]. oc.its.ac.id/ ambilfile.php?idp=1821.

Diunduh pada tanggal 17 November 2014

Musfa Raty. 2013. Fitoremediasi Upaya Mengolah Air Limbah Dengan Media

Tanaman. http: //ratymusfa.blogspot.com/p/fitoremediasi-upaya-air-

limbah-dengan.html. Diakses pada tanggal 17 November 2014

Rahmaningrum, Dita. 2009. Fitoremediasi Tanah Tercemar Merkuri

(Hg2+)Menggunakan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Dengan

Penambahan Bahan Campuran Kompos Dan Lindi Pada Media Tanam .

[skripsi]. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.