LAPORAN PRAKTIKUM LAPORAN PRAKTIKUM APLIKASI TEKNIK NUKLIR APLIKASI TEKNIK NUKLIR
PROSES PHYTOREMEDIASI CAIRAN RADIOAKTIF DENGAN
PROSES PHYTOREMEDIASI CAIRAN RADIOAKTIF DENGAN ENCENGENCENG GONDOK
GONDOK
DISUSUN OLEH : DISUSUN OLEH : NAMA
NAMA : SITI NUR ARIFAH: SITI NUR ARIFAH NIM
NIM : 011500427: 011500427 KELOMPOK
KELOMPOK : : 5 5 (LIMA)(LIMA) PROGRAM
PROGRAM STUDI STUDI : : D-IV D-IV TEKNOKIMIA TEKNOKIMIA NUKLIRNUKLIR JURUSAN
JURUSAN : : TEKNOKIMIA TEKNOKIMIA NUKLIRNUKLIR PEMBIMBING
PEMBIMBING : : Maria Maria Chistina Chistina P, P, S.ST, S.ST, M.EngM.Eng
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR
BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL
YOGYAKARTA YOGYAKARTA
2018 2018
PROSES PHYTOREMEDIASI CAIRAN RADIOAKTIF DENGAN ENCENG GONDOK
I. Tujuan
Menyelidiki proses perbaikan kondisi air tercemar menggunakan tumbuhan. II. Prinsip Dasar
Phyto asal kata Yunani/ greek “phyton” yang berarti tumbuhan/tanaman (plant), Remediation asal kata latin remediare ( to remedy) yaitu memperbaiki/ menyembuhkan atau membersihkan sesuatu.
Jadi Fitoremediasi (Phytoremediation) merupakan suatu sistim dimana tanaman tertentu yang bekerjasama dengan micro-organisme dalam media (tanah, koral dan air) dapat mengubah zat kontaminan (pencemar/pollutan) menjadi kurang atau tidak berbahaya bahkan menjadi bahan yang berguna secara ekonomi.
Fitoremediasi merupakan salah satu teknologi yang secara biologi yang memanfaatkan tumbuhan atau mikroorganisme yang dapat berasosiasi untuk mengurangi polutan lingkungan baik pada air, tanah dan udara yang diakibatkan oleh logam atau bahan organik.
Proses dalam sistem ini berlangsung secara alami dengan enam tahap proses secara serial yang dilakukan tumbuhan terhadap zat kontaminan/ pencemar
yang berada disekitarnya
a. Phytoacumulation (phytoextraction)
Proses tumbuhan menarik zat kontaminan dari media sehingga berakumulasi disekitar akar tumbuhan. Proses ini disebut juga Hyperacumulation. Akar tanaman menyerap limbah logam dari tanah dan mentranslokasinya ke bagian tanaman yang berada di atas tanah. Setiap tanaman memiliki kemampuan yang berbeda untuk menyerap dan bertahan dalam berbagai limbah logam. Terutama di tempat-tempat yang tercemar dengan lebih dari satu jenis logam. Ada spesies tertentu yang disebut hiperakumulator tanaman yang menyerap jumlah jauh lebih tinggi dari polutan dibandingkan spesies lainnya kebanyakan. Spesies ini digunakan pada banyak situs karena kemampuan mereka untuk berkembang di daerah-daerah yang sangat tercemar. Setelah tanaman tumbuh dan menyerap logam mereka dipanen dan dibuang dengan aman. Proses ini diulang beberapa kali untuk mengurangi kontaminasi ke tingkat yang dapat diterima.
Dalam beberapa kasus memungkin untuk benar-benar mendaur ulang logam melalui proses yang dikenal sebagai phytomining, meskipun ini biasanya digunakan pada logam mulia. Senyawa logam yang telah berhasil phytoextracted meliputi seng, tembaga, dan nikel.
Logam kontaminan dalam tanah: diserap oleh akar (penyerapan), pindah ke tunas (translokasi), dan disimpan (akumulasi).
Tanaman yang mengandung kontaminan logam dapat dipanen atau dibuang, memungkinkan untuk pemulihan logam.
b. Rhizofiltration (rhizo= akar)
Merupakan proses adsorpsi atau pengedapan zat kontaminan oleh akar untuk menempel pada akar. Rhizofiltration mirip dengan Phytoextraction tapi digunakan untuk membersihkan air tanah terkontaminasi daripada tanah tercemar. Kontaminan yang baik teradsorbsi ke permukaan akar atau diserap oleh akar tanaman. Tanaman yang digunakan untuk rhizoliltration tidak ditanam langsung di situs tetapi harus terbiasa untuk polutan yang pertama. Tanaman hidroponik di tanam pada media air, hingga sistem perakaran tanaman berkembang. Setelah sistem akar yang besar pasokan air diganti untuk pasokan air tercemar untuk menyesuaikan diri tanaman. Setelah tanaman menjadi acclimatised kemudian ditanam di daerah tercemar di mana serapan akar air tercemar dan kontaminannya sama. Setelah akar menjadi jenuh kemudian tanaman dipanen dan dibuang. Perlakuan yang sama dilakukan berulangkali pada daerah yang tercemar sehingga dapat mengurangi polusi. Percobaan untuk proses ini dilakukan dengan menanan bunga matahari pada kolam mengandung radio aktif untuk suatu test di
Chernobyl, Ukraina. c. Phytostabilization
Merupakan penempelan zat-zat contaminan tertentu pada akar yang tidak mungkin terserap kedalam batang tumbuhan. Zat-zat tersebut menempel erat (stabil ) pada akar sehingga tidak akan terbawa oleh aliran air dalam media. Untuk mencegah kontaminasi dari penyebaran dan bergerak di seluruh tanah dan air tanah, zat kontaminan diserap oleh akar dan akumulasi, diabsorbsi akar, terjadi pada rhizosfer (ini adalah daerah di sekitar akar yang bekerja seperti laboratorium kimia kecil dengan mikroba dan bakteri dan organisme mikro yang disekresikan oleh tanaman) ini akan mengurangi atau bahkan mencegah perpindahan ke tanah atau udara, dan juga mengurangi bioavailibility dari kontaminan sehingga mencegah penyebaran melalui rantai makanan.. Teknik ini juga dapat digunakan untuk membangun kembali komunitas tanaman pada daerah
yang telah benar-benar mematikan bagi tanaman karena tingginya tingkat kontaminasi logam.
Kontaminan organik dalam tanah adalah: diserap oleh akar tanaman dan dipecah menjadi bagian-bagian mereka dengan "eksudat" dalam sistem akar tanaman
d. Rhyzodegradetion disebut juga enhenced rhezosphere biodegradation, or plented-assisted bioremidiation degradation, yaitu penguraian zat-zat kontaminan oleh aktivitas microba yang berada disekitar akar tumbuhan. Misalnya ragi, fungi dan bacteri.
e. Phytodegradation (phyto transformation) yaitu proses yang dilakukan tumbuhan untuk menguraikan zat kontaminan yang mempunyai rantai molekul yang kompleks menjadi bahan yang tidak berbahaya dengan dengan susunan molekul yang lebih sederhan yang dapat berguna bagi pertumbuhan tumbuhan itu sendiri. Proses ini dapat berlangsung pada daun , batang, akar atau diluar sekitar akar dengan bantuan enzym yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu sendiri. Beberapa tumbuhan mengeluarkan enzym berupa bahan kimia yang mempercepat proses proses degradasi.
f. Phytovolatization yaitu proses menarik dan transpirasi zat contaminan oleh tumbuhan dalam bentuk yang telah larutan terurai sebagai bahan yang tidak berbahaya lagi untuk selanjutnya di uapkan ke admosfir. Beberapa tumbuhan
dapat menguapkan air 200 sampai dengan 1000 liter perhari untuk setiap batang.
Jenis Tanaman Fitoremediasi
Jenis tanaman yang dapat digunakan untuk media fitoremediasi antara lain: Bunga matahari/ Heliantus anuus : mendegradasi Uranium
Populas trichocarpa, P.deltaritas Famili sacnaceae : mendegradasi TCE (Trichloroethylene)
Najar graminae (tumbuhan air) : menyerap Co, Pb,Ni
Vetiver grass (Vetiveria zizonaides), akar wangi: mendegradasi Pb, Zn
Kangkung air, teratai, eceng gondok : menyerap/mengakumulasi logam berat pada semua jaringan.
Kelebihan dan kekurangan Fitoremediasi 1. Kelebihan Fitoremediasi
Biaya murah karena memanfaatkan cahaya matahari Mudah diterima oleh masyarakat
2. Kekurangan Fitoremediasi Terbatas pada air dan tanah Cara kerjanya lambat
Dapat meracuni tanaman dan berpotensi masuk ke makanan Racun sulit diketahui jenisnya
Isoterm Adsorbsi
Isoterm adsorpsi adalah salah satu besaran yang paling karakteristik dalam proses adsorpsi. Bentuk isoterm adsorpsi menyediakan banyak informasi tentang sifat kimia dan fisik dari bahan dan bagaimana hasil proses adsorpsi. Pada prinsipnya, berbagai jenis isoterm dapat dibedakan, tergantung pada sifat bahan
dan jenis interaksi.
Fitoremediasi adalah upaya penggunaan tanaman dan bagian- bagiannya untuk dekontaminasi limbah dan masalah-masalah pencemaran lingkungan baik secara ex-situmenggunakan kolam buatan atau reactor maupun in-situ(langsung di lapangan) pada tanah atau daerah yang terkontaminasi limbah (Subroto, 1996 dalam Hardyanti, 2007)
Fitoremediasi salah satu metode remediasi dengan mengandalkan pada peranan tumbuhan untuk menyerap, mendegradasi, mentransformasi dan mengimobilisasi bahan pencemar logam berat. Tanaman mempunyai kemampuan mengakumulasi logam berat yang bersifat esensial untuk pertumbuhan dan perkembangan. (Hardiani. 2009).
Istilah fitoremediasi sendiri merupakan pengembangan dari konsep bioremediasi secara umum. Dalam istilah bioremediasi, senyawa kontaminan yang disisihkan atau dinetralkan dapat berupa senyawa berbahaya. Senyawa berbahaya tersebut merupakan senyawa target yang mungkin atau tidak mungkin dapat menjadi bagian subtract tumbuhan. Keberhasilan bioremediasi dikendalikan oleh adanya sumber energi yang sesuai, system donor ekseptor electron dan nutrient (cookson jr;95 dalam bahri 2010).
Tumbuhan enceng gondok adalah gulma air yang berasal dari amerika selatan. Tumbuhan ini mempunyai daya regenerasi yang cepat karana potongan- potongan vegetatifnya yang terbawa arus air akan terus berkembang menjadi
enceng gondok dewasa. Enceng gondok sangat peka terhadap keadaan yang unsur haranya di dalam air kurang mencukupi tetapi mempunyai respon terhadap konsentrasi unsur hara yang tinggi.(zaman,dan sutrisno.2006).
Enceng gondok merupakan tumbuhan akuatik yang secara teroritis dapat menyerap air dan unsur yang terdapat didalamnya sehingga dapat digunakan sebagai bioindicator dalam penyebaran radionuklida dan depolutan pada limbah radiaktif (setiawati,2004)
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.
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. III. Cara Kerja
1. Mempersiapkan media fitoremediasi, yakni enceng gondok beserta dengan
media tanamnya (lumpur dan air) yang sudah ditaruh di ember kecil. Disimpan selama satu hari sebelum nantinya ditetesi ZRA.
2. Setelah disimpan selama datu hari, ditetesi dengan zat radioaktif Iodium-131
cair pada airnya sebanyak 100 mL menggunakan pipet appendof. (K3 : Memakai APD standar berupa sarung tangan serta pen dose, juga ada satu orang yang memegang survey meter; Setelah menetesi, dicek tingkat kontaminasi pada tangan mahasiswa yang menetesi ZRA menggunakan monitor kontaminasi; jika terkontaminasi perlu dilakukan penanganan guna menghilangkan kontaminan; jika aman selanjutnya dapat melakukan cuci tangan dengan sabun saja; sarung tangan dibuang di tempat sampah khusus)
3. Selanjutnya enceng gondok disimpan di lemari asam yang diberi shielding
4. Keesokan harinya dilakukan analisis menggunakan radiograf digital untuk
mengetahui persebaran dosis pada daun, batang enceng gondok yang sebelumnya dipotong pada salah satu bagian enceng gondok.
IV. Pembahasan
Praktikum ini bertujuan untuk memahami mengenai fitoremediasi dan metode isoterm adsorbsi.
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 dalam Hardyanti, 2007)
Penentuan tanaman yang dapat digunakan dalma fitoremediasi adalah tan aman yang memiliki sifat cepat tumbuh, mampu mengkonsumsi air dalam jumlah banyak pada waktu singkat dan mempu meremediasi lebih dari satu polutan dan toleransi tingi terhadap polutan (Wesley M.Johnson and John Maxwell, 1981 dalam yola, Holis&Ida 2014). Dalam Praktikum fitoremediasi kali ini menggunakan zat kontaminan berupa larutan NaI-131 dan tanaman yang digunakan untuk menyerap zat kontaminan tersebut adalah tanaman eceng gondok. Dipilih eceng gondok karena tanaman ini memiliki daya adaptasi lebih besar dibandingkan dengan tumbuhan air lainnya dan umumnya hidup di sungai
dan anal dan tanaman ini dapat tumbuh dengan unsur hara yang sedikit.
Dalam praktikum ini, larutan NaI-131 ditetesi sebanyak 1 ml. Untuk mengetahui zat NaI yang terserap oleh tumbuhan maka dilakukan penglihatan gambar menggunakan alat radiografi bagian-bagian tumbuhan. Bagian tumbuhan yang diamati adalah bagian akar, batang, dan daun.
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa diantara ketiga bagian tersebut, baik akar, batang maupun daun, tidak ada distribusi zat radioaktif yang terdapat pada daun dan bagian yang lainnya karena hasil gambar sama dengan hasil daun yang tidak ditetesi zat radioaktif I-131.
Hal ini dapat dipengaruhi oleh beberapa hal. Diantaranya, adalah konsentrasi zat radioaktif dalam air yang terlalu kecil dan alat radiografi yang digunakan adalah teruntuk zat radioaktif dalam konsentrasi besar sehingga hasil yang ditampilkan tidak dapat mendeskripsikan hasil serapa zat radioaktif dalam tanaman. Selain itu, daya serap tanaman eceng gondok itu sendiri. Karena pada perlakuan pemberian NaI sebanyak 1 ml, , maka karakteristik dari tanaman tersebut pun berpengaruh. Karena tanaman telah dibiarkan selama 5 hari ada kemungkinan tanaman sudah mati, sehingga daya serap nya sudah berbeda. Selain itu, dapat dimungkinkan juga karena tanaman sudah ditinggal selama 5 hari, maka transport kontaminan oleh eceng gondok dalam tubuh eceng gondok sudah menncapai daun (transport terakhir), sehingga tidak ada distribusi zat radioaktif yang terlihat saat proses penelitian.
V. Kesimpulan
Fitoremediasi adalah proses bioremediasi yang menggunakan berbagai tanaman untuk menghilangkan atau mengurangi kontaminan logam dalam tanah dan air bawah tanah.
VI. Daftar Pustaka
Dwi Agustina,Inayah. Laproran Praktikum ATN Fitoremediasi.2016.
Yogyakarta:STTN-BATAN https://zenithtaciaibanez.wordpress.com/2012/09/21/fitoremediasi-alternative- pelestarian-lingkungan/ http://marno.lecture.ub.ac.id/tag/fitoremediasi/ https://airsungaikelassatu2020.wordpress.com/teknologi-pengendalian-limbah-cair/fitoremediasi/ Yogyakarta, 22 Juli 2018
Dosen Praktikum, Praktikan,
