Fitoremidiasi

Fitoremediasi

Istilah fitoremediasi berasal dari kata Inggris phytoremediation; kata ini sendiri tersusun atas dua bagian kata, yaitu phyto yang berasal dari kata Yunani phyton (= "tumbuhan") dan remediation yang berasal dari kata Latin remedium ( ="menyembuhkan", dalam hal ini berarti juga "menyelesaikan masalah dengan cara memperbaiki kesalahan atau kekurangan") (Anonimous, 1999). Dengan demikian fitoremediasi dapat didefinisikan sebagai: penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan, atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organik maupun anorganik (Budi Priyanto, 2007)

Metoda ini pertama kali dipacu oleh 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.

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. Prinsip dasar dari teknologi fitoremediasi ini adalah memulihkan tanah terkontaminasi, memperbaiki sludge, sedimen dan air bawah tanah melalui proses pemindahan, degradasi atau stabilisasi suatu  kontaminan.

Proses dalam teknologi fitoremediasi ini berjalan secara alami dengan enam tahapan proses secara serial yang dilakukan tumbuhan terhadap zat kontaminan / pencemar disekitarnya.

1. Phytoacumulation (phytoextraction), yaitu tumbuhan menarik zat kontaminan dari media sehingga berakumulasi disekitar akar tumbuhan, proses ini disebut juga Hyperacumulation. Akar tumbuhan menyerap polutan dan selanjutnya ditranslokasi ke dalam organ tumbuhan. Proses ini adalah cocok digunakan untuk dekontaminasi zat-zat anorganik. Spesies tumbuhan yang dipakai adalah sejenis hiperakumulator misalnya pakis, bunga matahari dan jagung.
2. Rhizofiltration (rhizo=akar), adalah proses adsorpsi atau pengendapan zat kontaminan oleh akar untuk menempel pada akar. Proses ini telah dibuktikan dengan menanam bunga matahari pada kolam yang mengandung zat radioaktif. Di dalam sistem hidroponik, sistem perakaran telah secara nyata dapat dipergunakan untuk menjelaskan metode rhizofiltrasi. Kontaminan di dalam air, setelah kontak dengan akar akan diabsorpsi dan kemudian tumbuhan dipanen akarnya hingga menjadi jenuh terhadap kontaminan. Akar tumbuhan mengadsorpsi atau presipitasi pada zone akar atau mengabsorpsi larutan polutan sekitar akar ke dalam akar. Spesies tumbuhan yang fungsional adalah rumput air seperti Cattail dan eceng gondok .
3. Phytostabilization, yaitu penempelan zat-zat kontaminan tertentu pada akar yang tidak mungkin terserap ke dalam batang tumbuhan. Zat-zat tersebut menempel erat (stabil) pada akar sehingga tidak akan terbawa oleh aliran air dalam media. Proses ini akan mengurangi mobilisasi kontaminan dan mencegah berpindahnya ke air tanah atau udara. Teknik ini dapat digunakan untuk meningkatkan penutupan tajuk oleh tumbuhan yang toleran terhadap jenis kontaminan di lokasi tersebut. Menurut Cunningham et al.,(1995), ada tiga kemungkinan mekanisme yang umum terjadi pada proses fitostabilisasi; (1) reaksi redoks; (2) presipitasi kontaminan menjadi bentuk endapan; dan (3) pengikatan bahan–bahan organik ke dalam bagian lignin tanaman. Proses ini secara tipikal digunakan untuk dekontaminasi zat-zat anorganik. Spesies tumbuhan yang biasa digunakan adalah berbagai jenis rumput, bunga matahari, dan kedelai.
4. Rhizodegradetion, yaitu penguraian zat-zat kontaminan oleh aktivitas mikroba yang berada disekitar tumbuhan. Misalnya ragi, fungi atau bakteri

Mikroorganisme (ragi, fungi dan atau bakteria) mengkonsumsi dan menguraikan atau mengubah bahan organik untuk dipergunakan sebagai bahan nutrient. Beberapa jenis mikroorganisme dapat menguraikan bahan organik seperti minyak atau larutan yang berbahaya bagi manusia dan sebagai eco-receptors dan mengubah bahan-bahan berbahaya tersebut menjadi bahan kurang berbahaya melalui proses degradasi. Senyawa-senyawa alami yang dilepaskan oleh akar tumbuhan seperti zat gula, alkohol dan asam yang mengandung karbon organik berfungsi sebagai sumber nutrient bagi mikrobia tanah dan penambahan nutrient akan memacu aktivitas mikrobia tersebut.

Mekanisme rhizodegradasi yaitu dengan cara tumbuhan mengeluarkan dan mentransportasikan oksigen dan air ke dalam tanah. Tumbuhan juga menstimulasi biodegradasi melalui mekanisme lain seperti penyetopan metabolisme lain dan mentransportasikan oksigen atmosfer ke dalam daerah akar. Polutan diuraikan oleh mikroba dalam tanah, yang diperkuat/sinergis oleh ragi, fungi, dan zat-zat keluaran akar tumbuhan (eksudat) yaitu gula, alcohol, asam. Eksudat itu merupakan makanan mikroba yang menguraikan polutan maupun biota tanah lainnya. Proses ini adalah tepat untuk dekontaminasi zat organik. Spesies tumbuhan yang bisa digunakan adalah berbagai jenis rumput.

5. Phytodegradation, yaitu proses yang dilakukan tumbuhan untuk menguraikan zat kontaminan yang memiliki molekul menjadi bahan yang tidak berbahaya dengan susunan molekul yang lebih sederhana, yang dapat bergunan bagi pertumbuhan tumbuhan itu sendiri. Proses ini dapat berlangsung pada batang, daun, akar atau diluar sekitar tanaman dengan bantuan enzym yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu sendiri. Beberapa tumbuhan mengeluarkan enzym berupa bahan kimia yang mempercepat proses degaradasi.
6. Phytovolatization, yaitu proses menarik dan transpirsi zat kontaminan oleh tumbuhan dalam bentuk yang telah menjadi larutan terurai sebagai bahan ynag tidak bebahaya lagi untuk selanjutnya diupakan ke atmosfir. Beberapa tumbuhan dapat menguapkan air dengan jumlah 200 sampai dengan 1000 liter air perhari tiap batangnya. Kontaminan bisa mengalami transformasi sebelum lepas ke atmosfer. Kontaminan zat-zat organic adalah tepat menggunakan proses ini. Kontaminan dapat keluar melalui daun dan hasil volatilisasi masuk ke dalam atmosfer pada konsentrasi yang rendah. Beberapa senyawa organik dapat ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan subjek photodegradasi.

Ada 4 faktor yang mempengaruhi fitoremediasi yaitu :

1. Kemampuan daya akumulasi berbagai jenis tanaman untuk berbagai jenis polutan dan konsentrasi, sifat kimia dan fisika, dan sifat fisiologi tanaman.

2. Jumlah zat kimia berbahaya

3. Mekanisme akumulasi dan hiperakumulasi ditinjau secara fisiologi, biokimia, dan molecular.

4. Kesesuaian sistem biologi dan evolusi pada akumulasi polutan.

Fitoremediasi juga memiliki beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan metode konvensional lain untuk menanggulangi masalah pencemaran, yaitu :

a) Biaya operasional relatif murah

b) Tanaman bisa dengan mudah dikontrol pertumbuhannya.

c) Kemungkinan penggunaan kembali polutan yang bernilai seperti emas (Phytomining).

d) Merupakan cara remediasi yang paling aman bagi lingkungan karena memanfaatkan tumbuhan.

e) Memelihara keadaan alami lingkungan

Walaupun memiliki beberapa kelebihan, ternyata fitoremediasi juga memiliki beberapa kelemahan. Salah satu kelemahannya adalah kemungkinan akibat yang timbul bila tanaman yang telah menyerap polutan tersebut dikonsumsi oleh hewan dan serangga. Dampak negatif yang dikhawatirkan adalah terjadinya keracunan bahkan kematian pada hewan dan serangga tau terjadinya akumulasi logam pada predator-predator jika mengosumsi tanaman yang telah digunakan dalam proses fitoremediasi.

Beberapa penelitian telah membuktikan keberhasilan penggunaan tumbuhan untuk remediasi air tercemar. Muramoto dan Oki dalam Sudibyo (1989) menjelaskan, bahwa enceng gondok dapat digunakan untuk menghilangkan polutan, karena fungsinya sebagai sistem filtrasi biologis, menghilangkan nutrien mineral, untuk menghilangkan logam berat seperti cuprum, aurum, cobalt, strontium, merkuri, timah, kadmium dan nikel.