REMEDIASI LAHAN TERCEMAR LOGAM BERAT LIMBAH PERTAMBANGAN

(1)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 67

REMEDIASI LAHAN TERCEMAR LOGAM BERAT

LIMBAH PERTAMBANGAN

Ir. Patricius Sipayung, MSi.

1)Dosen Fakultas Pertanian UNIKA St. Thomas, Medan dan Praktisi Lingkungan Email: patricius_sipayung@yahoo.com

Abstrak

Pertambangan merupakan salah satu sektor pembangunan yang sangat penting sehingga pengembangannya secara berkelanjutan perlu dilakukan karena berhubungan erat dengan pendapatan nasional dan daerah serta memberikan manfaat bagi masyarakat di sekitar tambang. Namun, besarnya penerimaan dari sektor tambang tetap membawa kerugian di sektor lain yaitu masalah dampaknya terhadap lingkungan seperti pembuangan limbah tambang yang menyebabkan pencemaran logam berat pada tanah dan air. Hal ini akan menyebabkan kerusakan lingkungan dan masalah pada kesehatan manusia.

Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengurangi dampak tersebut adalah dengan memanfaatkan tumbuhan untuk mengekstrak, mengakulumasi dan / atau detoksifikasi polutan tersebut. Tumbuhan adalah agensia ideal untuk perbaikan tanah dan air, karena sifat genetik tanaman yang unik baik dari aspek biokimia maupun fisiologisnya. Hasil penelitian membuktikan bahwa banyak spesies tumbuhan yang berasal dari daerah tropis berhasil dalam remediasi polutan (khususnya logam berat) pada tanah ataupun perairan yang tercemar, bahkan beberapa diantaranya adalah hiperakumulator. 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 untukkobalt (Co) Astragalus racemosus untuk selesium (Se), dan Alyxia rubricaulis untuk mangan (Mn).

Kata kunci : remediasi lahan,logam berat, limbah pertambangan

PENDAHULUAN

Pertambangan merupakan

salah satu sektor pembangunan yang

sangat penting sehingga

pengembangannya secara

berkelanjutan perlu dilakukan karena berhubungan erat dengan pendapatan

nasional dan daerah serta

memberikan manfaat bagi

masyarakat di sekitar tambang.

Sektor pertambangan juga

berkontribusi signifikan pada

pembangunan daerah. Menurut

(2)

telah menyumbangkan 2,5%

terhadap pendapatan Produk

Domestik Bruto (PDB) Indonesia.

Sedangkan kontribusi terhadap

Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) Papua dan PDRB Mimika untuk tahun yang sama masing-masing mencapai 49,5% dan 94,2%. Selain itu, PTFI juga memberikan

kontribusi terhadap realisasi

Penerimaan Dalam Negeri APBN

2006 sebesar 2,23% melalui

pembayaran Pajak dan pembayaran

kepada pemerintah lainnya

(Penerimaan Negara Bukan Pajak atau PNBP) sebesar Rp 14,6 triliun. Kontribusi PTFI terhadap APBD Papua mencapai Rp 313 miliar (10%) sedangkan terhadap APBD Kabupaten Mimika mencapai Rp 533 miliar (65%) (Arif Sumantri, Nanny

Harmani, Bambang Wibisono,

2008).

Namun, besarnya

penerimaan dari sektor tambang tetap membawa kerugian di sektor lain yaitu tidak terlepas dari masalah

dampaknya terhadap lingkungan

seperti pembuangan limbah tambang, pencemaran logam berat (air raksa,

arsen), dan lain sebagainya.

Berbagai isu aktifitas pertambangan yang kurang berwawasan lingkungan dan penurunan kualitas lingkungan

pertambangan perlu diperhatikan

untuk menjamin keseimbangan

antara pemenuhan kebutuhan

manusia dan kelestarian lingkungan serta menjamin iklim investasi yang kondusif bagi investor pertambangan berskala besar. Pengelolaan limbah

pertambangan mineral (emas dan tembaga) yang telah dilakukan oleh

perusahaan pertambangan masih

belum mampu mengatasi degradasi kualitas lingkungan bio-fisik dan

masalah sosial kemasyarakatan,

meskipun beberapa kegiatan

pertambangan telah berorientasi pada industri bersih yang berwawasan lingkungan. Perubahan lingkungan di sekitar pertambangan dapat terjadi setiap saat, sehingga manajemen pengelolaan limbah yang efektif

menjadi indikator keberlanjutan

pertambangan mineral.

Limbah pertambangan seperti batubara biasanya tercemar asam sulfat dan senyawa besi, yang dapat

mengalir ke luar daerah

pertambangan. Air yang

mengandung kedua senyawa ini dapat berubah menjadi asam. Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang/ kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya Air sadah, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbuih. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbuih sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam

bisa menyebabkan korosi dan

melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan

dapat memusnahkan kehidupan

(3)

Harmani, Bambang Wibisono,

2008).

Selain pertambangan

batubara, pertambangan lain yang

menghasilkan limbah berbahaya

adalah pertambangan emas.

Pertambangan emas menghasilkan limbah yang mengandung merkuri, yang banyak digunakan penambang emas tradisional atau penambang emas tanpa izin, untuk memproses bijih emas. Para penambang ini

umumnya kurang mempedulikan

dampak limbah yang mengandung

merkuri karena kurangnya

pengetahuan yang dimiliki.

Biasanya mereka membuang dan mengalirkan limbah bekas proses pengolahan pengolahan ke selokan, parit, kolam atau sungai. Merkuri tersebut selanjutnya berubah menjadi metil merkuri karena proses alamiah. Bila senyawa metil merkuri masuk ke dalam tubuh manusia melalui

media air, akan menyebabkan

keracunan seperti yang dialami para korban Tragedi Minamata.

Kontaminasi logam beracun pada tanah, air maupun air tanah menyebabkan masalah lingkungan

dan masalah pada kesehatan

manusia. Metode penanganan

terhadap pencemaran logam berat ini masih sangat mahal (Abdul R. MEMON, Aylin Anastassiia VERTII, 2001).

FITOREMEDIASI

Fitoremediasi adalah

penggunaan tanaman untuk

mengekstrak, mengakulumasi dan /

atau detoksifikasi polutan dan

merupakan teknik baru dan kuat untuk membersihkan lingkungan. Tumbuhan adalah agensia ideal untuk perbaikan tanah dan air, karena sifat genetik tanaman yang unik baik dari aspek biokimia maupun fisiologisnya. (Abdul R. MEMON, Aylin Anastassiia VERTII, 2001).

Banyak kemajuan penelitian pada beberapa dekade terakhir untuk mengembangkan tumbuhan yang dapat dimanfaatkan dalam remediasi termasuk melalui rekayasa genetika

(Abdul R. MEMON, Aylin

Anastassiia VERTII, 2001).

Berbagai hasil penelitian telah

membuktikan bahwa banyak spesies tumbuhan yang berasal dari daerah tropis berhasil dalam remediasi polutan (khususnya logam berat) pada tanah ataupun perairan yang

tercemar, bahkan beberapa

diantaranya adalah hiperakumulator. 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 untukkobalt

(Co) Astragalus racemosus untuk selesium (Se), dan Alyxia rubricaulis untuk mangan (Mn) (Li, et. al., 2000

dalam Titi, dkk., 2005).

Kebanyakan teknologi saat

ini tidak dapat selektif

menghilangkan logam berat, banyak daerah terkontaminasi dapat

(4)

diremediasi hanya dengan

menggunakan tenaga kerja-intensif dan mahal melalui penggalian dan

pengisian tanah tercemar

(landfilling). Banyak daerah di seluruh dunia tetap tercemar tanpa perbaikan yang terlihat hanya karena

terlalu mahal teknologi

remediasinya. (Salt et al., 1998).

Fitoremediasi dianggap

teknologi yang inovatif, ekonomis, dan relatif aman terhadap lingkungan sehingga merupakan solusi untuk remediasi beberapa daerah yang tercemar logam berat. Fitoremediasi adalah istilah umum yang digunakan

untuk menggambarkan berbagai

mekanisme yang pada tanaman hidup untuk mengubah komposisi kimia dari matriks tanah tercemar di

mana mereka tumbuh. Pada

dasarnya, ini adalah penggunaan tanaman hijau untuk pembersihan tanah yang terkontaminasi, sedimen, atau air. Keuntungan teknik ini adalah jelas bahwa biaya lebih murah bila dibandingkan dengan teknik in situ atau ex situ lainnya.

Tanaman dapat dengan mudah

dimonitor untuk memastikan

pertumbuhan, logam berharga dapat

direklamasi dan dipakai ulang

melalui fitoremediasi (Raskin & Ensley, 2000).

Keuntungan utama dari aplikasi teknik fitoremediasi dibandingkan dengan sistem remediasi lainnya

adalah kemampuannya untuk

menghasilkan buangan sekunder

yang lebih rendah sifat toksiknya, lebih bersahabat dengan lingkungan

serta lebih ekonomis. Kelemahan fitoremedisi adalah dari segi waktu yang dibutuhkan lebih lama dan juga

terdapat kemungkinan masuknya

kontaminan ke dalam rantai makanan

melalui konsumsi hewan dari

tanaman tersebut ( Sodiq Pratomo, Sumarno dan Ahkam Subroto, 2004).

Fitoremediasi juga

menawarkan remediasi permanen pada lokasi atau daerah tercemar. Namun fitoremediasi tetap saja

mempunyai kekurangan karena

sangat tergantung pada kedalaman akar dan toleransi tanaman terhadap kontaminan. Disamping itu polutan dapat masuk ke rantai makanan melalui tumbuhan hyperakumulator yang dikonsumsi oleh binatang sehingga perlu menjadi perhatian

bagi lingkungan hidup sebagai

hewan herbivora dapat menumpuk

mengotori partikel di jaringan

mereka yang pada gilirannya dapat mempengaruhi keseluruhan jaringan

makanan. Fitoremediasi dapat

(5)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 71 Fitoremediasi terdiri dari

lima proses utama, yang ditunjukkan pada Tabel 1 dibawah ini. Tulisan ini

memfokuskan studi tentang

phytoremediation terutama

phytoextraction logam berat pada tanah dengan menggunakan teknik in-situ.

Tabel 1. Proses dan Mekanisme Fitoremediasi Polutan

Proses Mekanisme Kontaminan

Phytostabilisasi Tanaman menstabilkan

polutan dalam tanah, sehingga membuat mereka tidak berbahaya

Anorganik

Phytoekstraksi Hyperaccumulasi logam berat pada biomas

tanaman tinggi, logam-mengumpulkan

tanaman mengumpulkan logam dalam

jaringannya khususnya pada bagian tajuk tanaman yang diserap dari dalam tanah yang

dipanen dengan

metode pertanian konvensional

Anorganik

Phytofiltrasi atau rhizofiltrasi

Akar tanaman tumbuh di

air yg bercampur dgn endapan

berkonsentrasi logam beracun yang tercemar limbah

Organik dan anorganik

Phytovolatilisasi Tumbuhan menyerap logam (misalnya, Hg dan Se) dari tanah dan menguapkan logam tersebut melalui dedaunan

Organik dan anorganik Phytotransforma

si

Tumbuhan mendegradasi/ merubah

bentuk/valensi dari polutan sehingga tidak berbahaya atau memanfaatkannya sebagai unsuh hara.

Organik

POTENSI TUMBUHAN UNTUK FITOREMEDIASI

Seperti telah diuraikan diatas,

berbagai jenis tumbuhan yang

tumbuh di daerah tercemar

mengindikasikan tumbuhan tersebut mempunyai sifat toleran. 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 pada jaringan akar dan

(6)

tajuknya, dan (iii) Tumbuhan

memiliki laju translokasi logam berat dari akar ke tajuk yang tinggi sehingga akumulasinya pada tajuk lebih tinggi dari pada akar (Brown et

al, 1995).

Hasil penelitian Titi, dkk.

(2005) tentang inventarisasi

tumbuhan potensial untuk

fitoremediasi lahan dan air tercemar limbah logam berat dari tambang emas menunjukkan bahwa beberapa tumbuhan memiliki potensi untuk menyerap logam berat maupun sianida (lihat tabel 2 ).

Tabel 2. Kandungan Sianida dan timbal pada tumbuhan yang tumbuh di sekitar tailing dan PT Antam Pongkor Bogor

Jenis Tumbuhan Famili Kandungan (ppm)

Sianid Pb Sonchus anensis Mikania cordata Limnochoris flava Ipomoea sp. Fimbristylis miliaceae Cyperus compaqtus Cynodon dactylon Echinocloa colona Calopogonium mucoides Eleusine indica Ishaemum timorense Azola Scoparia dulcis Asteraceae Asteraceae Butomaceae Convolvulceae Cyperaceae Cyperaceae Cyperaceae Poaceae Poaceae Poaceae Poaceae Salvinaceae Scropulariaceae 3.09 3.99 9.59 35.7 1.54 2.91 1.05 6.13 3.35 1.18 n.a 4.62 4.72 3.46 11.65 n.a 7.30 4.93 1.79 0.63 2.00 6.16 4.67 0.63 n.a 6.13

Keterangan : n.a. tidak dilakukan analisa terhadap jaringan tumbuhan Sampel diambil dari perairan sekitar tailing

Tabel tersebut menunjukkan bahwa Ipomoea sp mampu menyerap sianida cukup tinggi yang berarti cukup potensial dikembangkan untuk fitoremediasi sianida. Sementara itu

Mikania cordata (Burm.f.) mampu

menyerap timbal (Pb). Hal ini

menunjukkan bahwa ke dua

tumbuhan tersebut mempunyai

toleransi yang tinggi terhadap

lingkungan marginal di lahan

penimbunan lumpur tailing sehingga

diduga tumbuhan ini potensial

sebagai fitoremediator terutama pada sianida dan Pb.

Tanaman dari famili

Brassicaceae dikenal memiliki

banyak jenis tumbuhan

hiperakumulator, terutama dari genus

(7)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 73 logam Cd atau logam toksik lainnya

dalam konsentrasi tinggi. Hasil penelitian Rina (2009) menunjukkan bahwa Akumulasi kadmium pada tanaman meningkat seiring dengan penambahan kadmium. Tanaman yang diberi perlakuan 1 ppm dapat

mengakumulasikan kadmium

tertinggi sebanyak 1,213 ppm dan terendah pada perlakuan 0,25 ppm yaitu 0,318 ppm. Demikian juga halnya hasil penelitian Nathalie, et

al. (2009) yang menunjukkan bahwa

hiperakumulasi cadmium banyak

dijumpai pada tanaman famili

Brasicaceae yaitu Thalspi

caerulescens, T. Praecox, dan

Arabidopsis halleri dan dari famili Crassulaceae yaitu Sedum afredii.

Sedangkan tumbuhan

hiperakumulasi terhadap Arsenic

dijumpai pada famili Pteridaceae. Ma et. al. In Jose, et.al (2009) melaporkan bahwa tumbuhan Pteris

vittata merupakan hiperakumulator

terhadap arsenic (lebih dari 1000 mg As per kg berat kering tunas). Hasil penelitian Reginawanti, dkk. (2004) menunjukkan ada korelasi nyata antara peningkatan akumulasi Pb dan Cadmium pada buah tomat dengan peningkatan pemberian dosis lumpur yang mengandung logam berat tersebut.

Tanaman telah

mengembangkan tiga strategi dasar untuk tumbuh di tanah yang terkontaminasi oleh logam yaitu : (Baker and Walker, 1990 dalam Abdul, et.al. 2001).

1. Metal excluders: Tanaman ini secara efektif mencegah logam berat memasuki area bagian atas tanaman, namun konsentrasi logam di sekitar area perakaran masih tinggi demikian juga di akar.

2. Metal indicators : Tanaman ini mengakumulasi logam pada jaringan bagian atas tanaman dan kadar logam dalam jaringan tanaman ini umumnya

mencerminkan. kadar logam di dalam tanah.

3. Akumulator : tanaman hiperakumulator dapat

menimbun konsentrasi logam yang tinggi dalam jaringan tanamannya bahkan melebihi konsentrasi didalam tanah. Tanaman yang mengandung lebih dari 0.1% unsur Ni, Co, Cu, Cr atau Pb atau 1% unsur Zn pada daun atau per berat kering biomassa terlepas dari konsentrasi logam dalam tanah disebut sebagai tanaman hiperakumulator.

Tanaman bunga matahari

(Tithonia diversifolia dan Helianthus

annus) juga merupakan tanaman

yang efektif untuk remediasi logam

Pb dan Zn. Hasil penelitian Johnson

Kayode Adesodun & Mutiau O. Atayese & T. A. Agbaje & Bose A. Osadiaye & O. F. Mafe & Adeniyi A. Soretire (2009) menunjukkan bahwa konsentrasi logam berat Pb dan Zn berkurang di dalam tanah

(8)

sejalan dengan meningkatnya umur tanaman.

PERANAN BIOTEKNOLOGI

DALAM FITOREMEDIASI

Modifikasi genetika

menawarkan harapan baru bagi fitoremediasi sebagai pendekatan

dapat digunakan untuk

mengekspresikan enzim yang

terlibat dalam metabolisme tanaman

yang sudah ada atau untuk

memperkenalkan jalur baru ke dalam tanaman. Richard Meagher dan

rekan-rekannya memperkenalkan

jalur baru ke dalam spesies

Arabidopsis untuk mendetoksifikasi

methylmercury, menjadi bentuk yang umum dan tidak berbahaya terhadap lingkungan yang dapat diuapkan oleh tanaman.

Pendekatan bioteknologi

untuk mengembangkan tanaman

phytoremediation telah diteliti.

Pembiakan tanaman tradisional

hanya dapat menggunakan

keanekaragaman genetik yang

tersedia dalam suatu spesies untuk menggabungkan karakteristik yang

dibutuhkan untuk kesuksesan

fitoremediasi. Para peneliti

mengharapkan peningkatan

konsentrasi protein pengikat logam atau peptida dalam sel-sel tumbuhan

akan meningkatkan kapasitas

mengikat logam dan sehingga

meningkatkan toleransinya terhadap logam.

Pada sel tumbuhan adanya

metallothioneins (MTs) atau

phytochelatins (PC) diduga

menyebabkan tanaman yang lebih toleran terhadap Cd toksisitas akut, namun transfer gen metallothionein pada tanaman yang lebih tinggi

tampaknya tidak memberikan

manfaat bagi phytoremediation.

Lebih jauh, ketika tanaman

hypertolerant logam diperiksa,

konsentrasi PC tidak menunjukkan

perbedaan, menunjukkan bahwa

hypertolerance untuk Cd dan Zn dalam tanaman ini tidak karena PC hyperaccumulation peptida. Bukti peran PC adalah bahwa kehadiran mereka tidak berkorelasi dengan tingkat normal logam toleransi, karena mutasi yang dihapuskan produksi PC pada Arabidopsis menghasilkan hipersensitivitas untuk Cd . Cd-sensitif (hypotolerant) mutan gen tunggal cad1 dan cad2 dari

Arabidopsis thaliana telah

diidentifikasi dan dipelajari (diblokir di sintesis glutation atau PC sintesis).

Untuk jenis tanaman dengan

toleransi normal (A. thaliana), PC sangat penting bagi tingkat normal toleransi (Chaney, et. Al., 2007).

Pemanfaatan bioteknologi

dengan menciptakan tanaman

transgenik juga dilakukan untuk

meningkatkan potensi tanaman

dalam mengakumulasi logam

didalam jaringannya sehingga lebih potensial sebagai tanaman untuk fitoremediasi. Hasil penelitian

Prasad and Freitas, (2003)

menunjukkan bahwa tanaman S.

Nigrum L hasil bioteknologi dengan

(9)

mengakumulasi logam berat

dibandingkan dengan tanaman

normalnya (lihat tabel).

Besarnya akumulasi logam berat Zn pada tanaman S. nigrum

didapatkan dengan mengalikan

besarnya konsentrasi logam berat Zn dengan berat biomassa kering untuk tiap bagian tanaman. Akumulasi

tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain karateristik fisika kimia media pertumbuhan yang

digunakan yang meliputi pH,

kapasitas tukar ion, kejenuhan basa, persaingan kation dan lain-lain. Akumulasi logam berat Zn selama daur hidup tanaman S. nigrum L. dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Akumulasi logam berat Zn selama daur hidup tanaman S, ningrum mL.

S. Ningrum L Tanpa perlakuan(µg) Dengan perlakuan(µg) Normal 5437.8 5752 Transgenik 4147.4 4120.5

Dari Tabel 3 di atas terlihat bahwa total logam berat Zn yang

mampu diakumulasikan oleh

tanaman S. nigrum L. normal relatif lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman transgeniknya

Translokasi dari akumulasi logam berat Zn yang ada pada tiap bagian tanaman S. nigrum yang meliputi akar, batang, buah dan daun. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi fenomena translokasi tersebut sebagaimana yang telah diuraikan dalam kaitannya dengan karakteristik fisika kimia media tersebut di atas.

Pada tanaman transgenik

akumulasi konsentrasi logam berat Zn lebih tinggi di akar, kemungkinan akibat terjadinya reaksi kompleks di

xylem membentuk kompleks

Phytochelation – Zn yang tidak

ditranslokasikan. Zn dapat

ditranslokasikan oleh chelator lain

atau mungkin asam-asam organik (Salt et al., 1995 dalam Sam, 2000).

Meskipun penelitian

memungkinkan cloning gen dalam upaya memperoleh tanaman yang toleran terhadap logam berat telah

banyak dilakukan, namun

mekanismenya belum seluruhnya

dipahami. Misalnya pada

fitoremediasi logam Cd, peningkatan kemampuan mengikat logam adalah

dengan menggunakan pengikat

logam-faktor untuk menjaga Cd

dalam akar tanaman, sehingga

mengurangi gerakan Cd ke rantai

makanan misalnya pada ke

tembakau. Kompartemenisasi Cd pada Vacuolar hanya dalam akar dapat mengurangi translokasi Cd sampai ke tajuk. Hal inilah yang diupayakan melalui transfer gen.

(10)

Fitoekstraksi/Fitoakumulasi

Fitoekstraksi adalah proses penyerapan akar tanaman terhadap kontaminan logam dari tanah dan translokasikannya keatas jaringan tanaman. Tanaman yang berbeda memiliki kemampuan yang berbeda terhadap penyerapan dan menahan

polutan didalam jaringannya.

Pengenalan terhadap

tanaman-tanaman yang mampu

mengakumulasi polutan dalam

jumlah besar (tanaman

hiperakumulator) sangat penting untuk meremediasi daerah-daerah

yang telah tercemar polutan

khususnya logam berat

Spesies tanaman

hiperakumulator (spesies yang

menyerap jumlah polutan yang lebih

tinggi daripada sebagian besar

spesies lain) digunakan pada

daerah-daerah yang terpolusi pada

konsentrasi tinggi. Setelah tanaman tumbuh dan menyerap polutan logam dipanen dan dibuang secara aman. Proses ini diulang beberapa kali

untuk mengurangi tingkat

kontaminasi sampai pada konsentrasi yang dapat ditoleransi. Dalam beberapa kasus, adalah mungkin untuk mendaur ulang logam melalui

proses yang dikenal sebagai

phytomining, meskipun hal ini

biasanya ditujukan untuk digunakan dengan logam mulia. Senyawa logam yang telah berhasil diekstraksi oleh tumbuhan termasuk seng, tembaga, dan nikel, tapi ada penelitian yang

menjanjikan tentang penyerapan

kromium oleh tanaman.

Beberapa Tanaman yang

efektif untuk fitoekstraksi senyawa-senyawa metal telah diidentifikasi (Tabel 4.) (Prasad and Freitas, 2003).

Tabel 4. Tumbuhan potensial untuk fitoekstraksi berbagai logam

No Jenis Logam Jenis Tumbuhan

1 Cd Brassica juncea

2 Cr(VI) B. juncea

3 Cs Amaranthus retroflexus, B. Juncea, B.oleraceae,

Phalaris arundinacea, Phaseolus acutifolius.

4 Cu B. juncea

5 Ni B. juncea

6 Pb B.campetris, B. Cannata, B. Juncea, B. Napus, B.

Nigra, Helianthus annus, Pisum sativum, Zea mays

7 Se B. napus, Festuca arundianaceae, Hibiscus

cannabinus

8 U B. chinensis, B. Juncea, B. Narinosa, Amaranthus

spp.

9 Zn Avena sativa, B. Juncea, B. Napus, Hordeum

(11)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 77 Dari Angiospermae, beberapa

famili tanaman sangat berpotensi sebagai hiperakumulator berturut-turut mulai dari yang paling tinggi kemampuannya yaitu ; Brassicaceae,

Asteraceae, Cyperaceae,

Cunounniaceae, Fabaceae,

Flacourtiaceae, Laminaceae,

Poaceae, Violaceae dan

Euphobiaceae.

Bioakumulasi beberapa

logam berat pada tanaman famili

Amaranthus terlihat bahwa

akumulasi paling tinggi adalah

terhadap logam besi pada semua spesies bayam.

Beberapa spesies tanaman seperti tanaman paku-pakuan telah

diteliti mempunyai kemampuan

mengakumulasi As di dalam

jaringannya misalnya Pteris vittata. Tanaman ini menyerap As (valensi V) selanjutnya direduksi menjadi As

(III) dengan katalisator ACR2

arsenat reduktase lalu

ditranslokasikan melalui jaringan xylem bersama dengan air dan mineral sebagai senyawa As (III)-S (Nathalie, et al, 2009). Senyawa inilah yang disimpan dalam jaringan. As (V) juga dapat direduksi oleh spesies tanaman lain seperti Brassica

juncea dan Arabidopsis thaliana

walaupun kapasitasnya lebih rendah dari Pteris vittata.

Umumnya penyerapan As (V) oleh tanaman bersamaan dengan transport Fosfat karena kemiripan sifat kimianya. As (V) berikatan dengan fosfat pada saat penyerapan oleh akar dan bersama-sama dalam

proses metabolisme sintesa ATP dan oksidasi fosforilasi. Juga ditemukan bahwa As (V) dapat membentuk ikatan dengan sulfur dan diangkut

sebagai As(III)-tris-glutathione

compleks (Jose, et al. (2009). Detoksifikasi As dalam tanaman terjadi pada saat mobilisasi As dari akar ke daerah diatas tanaman (saat

transportasi). Beberapa spesies

tanaman seperti tanaman paku-pakuan telah diteliti mempunyai kemampuan mengakumulasi As di dalam jaringannya misalnya Pteris

vittata. Tanaman ini menyerap As

(valensi V) selanjutnya direduksi menjadi As (III) dengan katalisator

ACR2 arsenat reduktase lalu

ditranslokasikan melalui jaringan xylem bersama dengan air dan mineral sebagai senyawa As (III)-S (Nathalie, et al, 2009). Senyawa inilah yang disimpan dalam jaringan. As (V) juga dapat direduksi oleh spesies tanaman lain seperti Brassica

juncea dan Arabidopsis thaliana

walaupun kapasitasnya lebih rendah dari Pteris vittata.

Umumnya penyerapan As (V) oleh tanaman bersamaan dengan transport Fosfat karena kemiripan sifat kimianya. As (V) berikatan dengan fosfat pada saat penyerapan oleh akar dan bersama-sama dalam proses metabolisme sintesa ATP dan oksidasi fosforilasi. Juga ditemukan bahwa As (V) dapat membentuk ikatan dengan sulfur dan diangkut

sebagai As(III)-tris-glutathione

compleks (Jose, et al. (2009). Detoksifikasi As dalam tanaman

(12)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 78 terjadi pada saat mobilisasi As dari

akar ke daerah diatas tanaman (saat transportasi). Kandungan mangan

pada daun beberapa tanaman

hyperakumulator ini menunjukkan

korelasi yang posistif dengan

kandungan di dalam tanah. Rhizofiltrasi

Rhizofiltrasi mirip dengan konsep Phytoextraksi tetapi berkaitan

dengan perbaikan tanah yang

terkontaminasi daripada perbaikan

tanah yang tercemar. Para

kontaminan yang baik akar adsorbed ke permukaan atau diserap oleh akar tanaman. Tanaman yang digunakan untuk rhizoliltration tidak ditanam langsung di situ tetapi menyesuaikan diri pertama yang polutan. Tanaman tumbuh di secara hidroponik, sampai

sistem akar yang besar telah

berkembang. Sekali sistem akar yang besar adalah di tempat persediaan air diganti untuk suplai air tercemar untuk menyesuaikan diri tanaman.

Setelah tanaman beradaptasi

selanjutnya ditanam di daerah

tercemar di mana akar menyerap air dan kontaminan pencemar tersebut. Setelah akar jenuh lalu dipanen dan dibuang secara aman. Perlakuan ulang pada daerah tersebut dapat mengurangi tingkat polusi seperti yang dicontohkan di Chernobyl di mana bunga matahari ditanam di kolam yang terkontaminasi radioaktif (Ghosh and Singh, 2005).

Rhizofiltrasi Chromium,

Chromium masuk ke jaringan

tanaman melalui pembentukan

kompleks dengan eksudat akar seperti asam-asam organik yang dapat meningkatkan kelarutan dan mobilitas Cr melalui jaringan xylem akar. Cr (VI) maupu Cr ( III) memasuki sel akar dengan jalur simplastik dimana Cr (VI) direduksi

dan diakumulasi pada korteks.

Walaupun Cr sedikit yang

ditranslokasikan ke jaringan atas tanaman, tetap saja terjadi mobilisasi dan akumulai di dalam jaringan tergantung kepada bentuk kimianya. Cr (VI) merusak membran akar

karena mempunyai kemampuan

oksidasi yang tinggi. Juga telah

dilaporkan bahwa Cr(VI)

mengurangi penyerapan unsur-unsur esensial tanaman seperti Fe, K, Mg, Mn, P dan Ca. Karena kemiripan dari valensi ionnya, Cr (III) sering menggantikan posisi Fe (III) pada ikatan protein sehingga menurunkan aktifitasnya (Jose R. Peralta-Videa,

Martha Laura Lopez, Mahesh

Narayan, Geoffrey Saupe and Jorge Gardea-Torresdey, 2009. .

Absorbsi dan translokasi dari Cr sangat dipengaruhi oleh pH tanah, kandungan bahan organik dan agen khelat. Tanaman akuatik dapat dipengaruhi oleh konsentrasi Cr yang terdapat pada perairan.

Phytostabilisasi

Phytostabilisasi adalah

penggunaan tanaman tertentu pada tanah dan air untuk memobilisasi kontaminan. Kontaminan diserap

(13)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 79 dan diakumulasikan oleh akar, atau

mempercepat dalam rhizosphere

(Vanessa and Elisa, 2009). Hal ini

akan mengurangi atau bahkan

mencegah mobilitas kontaminan

mencegah migrasi ke dalam tanah atau udara, dan juga mengurangi

bioavailibility dari kontaminan

sehingga dapat mencegah menyebar melalui rantai makanan. Teknik ini dapat digunakan untuk membangun kembali komunitas tumbuhan di daerah yang telah gundul karena tingginya tingkat kontaminasi logam. Setelah komunitas spesies toleran telah ditetapkan potensi erosi angin (dan dengan demikian penyebaran polutan) dikurangi dan pencemaran kontaminan tanah juga berkurang. Fitodegradasi/Fitotransformasi

Fitodegradasi adalah

degradasi atau kerusakan dari

kontaminan organik oleh internal dan

eksternal didorong oleh proses

metabolisme tanaman. Ex proses

metabolisme tanaman hydrolyse

senyawa organik menjadi unit yang lebih kecil yang dapat diserap oleh tanaman. Beberapa bahan pencemar dapat diserap oleh tanaman dan

kemudian dipecah oleh enzim

tanaman. Molekul polutan yang lebih kecil ini kemudian dapat digunakan sebagai metabolit oleh tanaman seperti tumbuh, sehingga menjadi tanaman dimasukkan ke dalam

jaringan. Enzim tanaman telah

diidentifikasi bahwa amunisi rincian limbah, diklorinasi pelarut seperti

TCE (Trichloroethane), dan lain-lain

yang mendegradasi herbisida

organik. Peningkatan biomassa

tanaman akan menurunkan

konsentrasi logam berat pada daerah tercemar.

Rhizodegradasi

Rhizodegradasi (juga disebut enhanced rhizosphere biodegradasi,

phytostimulation, dan tanaman

dibantu Bioremediasi) adalah rincian dari kontaminan organik dalam tanah oleh mikroba tanah hunian yang

diperkuat oleh kehadiran

rhizosphere. Tinggal tanah tertentu mencerna mikroba polutan organik seperti bahan bakar dan pelarut,

menghasilkan tidak berbahaya

pproducts melalui proses yang

dikenal sebagai Bioremediasi.

Exudates akar tanaman seperti gula, alkohol, dan asam organik bertindak sebagai sumber karbohidrat untuk tanah microflora dan meningkatkan pertumbuhan dan aktivitas mikroba. Beberapa dari senyawa ini dapat juga

bertindak sebagai sinyal untuk

chemotactic mikroba tertentu. Akar tanaman juga melonggarkan tanah dan transportasi air ke additionaly demikian rhizosphere meningkatkan aktivitas mikroba.

Fitovolatilisasi

Phytovolatilisasi adalah

proses di mana tanaman yang

contaminaints pengambilan larut

dalam air dan melepaskan mereka ke atmosfer ketika mereka termasyhur

(14)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 80 air. The kontaminan dapat menjadi

diubah sepanjang jalan, ketika air bergerak sepanjang sistem vaskular tanaman dari akar ke daun, dimana kontaminan menguap atau menguap ke udara di sekitar pabrik. Ada berbagai tingkat keberhasilan dengan tanaman sebagai phytovolatilizers dengan satu studi menunjukkan pohon poplar untuk menguapkan hingga 90% dari TCE mereka menyerap.

Selanjutnya gambar berikut ini menjelaskan bagaimana merkuri menguap ke udara dengan bantuan tanaman (a). As disimpan dalam vakuola (b) dan selenium menguap (c).

DAFTAR PUSTAKA

Abdul R. MEMON, DiÛdem

AKTOPRAKLIGÜL, Aylin

.ZDEMÜR, Anastassiia

VERTII, 2001. Heavy metal

accumulation and

detoxification mechanism in plants. Turk Journal of. Bot. 25. p 11-121.

Arif Sumantri, Nanny Harmani, Bambang Wibisono, 2008.

Studi pengelolaan

Lingkungan berkelanjutan di Wilayah Pengendapan Pasir Sisa Tambang. Study on Environmental Management

Sustainability in the

Deposition Area. Jurnal

Ekologi Kesehatan Vol. 7 No. 2, Agustus 2008. Hal. 758 - 768

Brown S.L., R.L.Chaney, J.S.Angle and A.J.M. Baker. 1995. Zink and Cadmium uptake by

hyperaccumulator Thlaspi

caerulescens grown in nutrient solution. Soil science

Society of America Journa

59:125-133.

Charlene, 2005. Pencemaran logam

berat timbal (Pb) dan

Cadmium (Cd) pada Sayur-sayuran. Makalah pada PS. PSL.

Ghosh, M and S,P. Singh, 2005. A Review On Phytoremediation

of Heavy Metal and

Utilization of Its By

Products. APPLIED

ECOLOGY AND

ENVIRONMENTAL RESEARCH 3(1): 1-18.

Johnson Kayode Adesodun &

Mutiau O. Atayese & T. A. Agbaje & Bose A. Osadiaye & O. F. Mafe & Adeniyi A.

Soretire, 2009.

Phytoremediation Potentials

of Sunflowers (Tithonia

diversifolia and Helianthus annuus) for Metals in Soils Contaminated with Zinc and Lead Nitrates. Water Air Soil Pollut. DOI 10.1007/s11270-009-0128-3

Jose R. Peralta-Videa, Martha Laura

Lopez, Mahesh Narayan,

Geoffrey Saupe and Jorge

Gardea-Torresdey, 2009.

The Biochemistry of

environmental heavy metal

(15)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 81 Implications for the food

chain. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 41. p. 1665-1677.

Nathalie Verbruggen, Christian

Hermans and Henk Schat, 2009. Mechanism to cope with Arsenic or Cadmium excess in plants. Current Opinion in Plant Biology, 12 p. 364-372.

Prasad, M.N, and Helena Maria de Oliveira Freitas, 2003. Metal

in plants - Biodiversity

prospecting for

phytoremediation technology

Electronic Journal of

Biotechnology ISSN: 0717-3458 Vol.6 No.3, Issue of December 15, 2003. by

Pontificia Universidad

Católica de Valparaíso – Chile.

Reginawanti Hindersah, A. Marthin Kalay dan Barti Setiani Muntalif, 2004. Akululasi Pb dan Cd pada buah tomat yang ditanam di tanah mengandung Lumpur kering dari instalasi pengilahan air limbah domestic. Makalah seminar PATPI.

Rina, 2009. Pengaruh kadmium

terhadap pertumbuhan

pakcoy (Brassica rapa). Skripsi. Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati ITB.

Rufus L. Chaney¹*, Minnie Malik²,

Yin M. Li¹, Sally L. Brown¹, Eric P. Brewer², J.

Scott Angle² and Alan J.M.

Baker³, 200 ,

Phytoremediation of Soil Metals.

¹ Environmental Chemistry Lab, US Department of

Agriculture-Agricultural Research

Service, Bldg.

² Dept. Natural Resources and

Landscape Architecture,

University of Maryland, College Park,.

³ Dept. Animal and Plant Sciences,

University of Sheffield,

Sheffield, S1O 2UO, United Kingdom.

Salt, D.E., Smith, R.D., Raskin, I.,

(1998): Phytoremediation.

Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 49; 643-668.

Sodiq Pratomo, Sumarno & M.

Ahkam Subroto ,2004.

Fitoremediasi Zn (Seng)

Menggunakan Tanaman

Normal dan Transgenik

Solanum nigrum L.

PROSIDING SEMINAR

NASIONAL REKAYASA

KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 – 4216.

Titi Juhaeti, fauzia Syarif dan Nuril Hidayati, 2005. Inventarisasi tumbuhan potensial untuk fitoremediasi lahan dan air

terdegradasi penambangan

emas. Biodivesitas vol. 6 No. 1. hal. 31-33.

(16)

MAJALAH ILMIAH METHODA Volume 2, Nomor 2, Mei-Agustus 2012 : 67-82 | 82 Vanessa Nessner Kavamura and

Elisa Esposito, 2009.

Biotechnological strategies

applied to the

decontamination of soil

polluted with heavy metals. Biotechnology advances 28. p. 61 – 69.

Wensheng Shu and Hanping Xia, 200 , Integrated Vetiver Technique for Remediation

of Heavy Metal

Contamination: Potential and Practice. 2School of Life

Science, Sun Yatsen

(Zhongshan) University,

Guangzhou 510500, China 1South China Institute of Botany, Chinese Academy of

Sciences, Guangzhou