FITOREMEDIASI: JENIS, KELEBIHAN DAN KEKURANGAN - BIOLOGI - 2025

The fitoremediasi adalah seperangkat praktek teknologi menggunakan tanaman hidup dan mikroorganisme yang terkait dengan sanitasi lingkungan tanah, air dan udara.

Teknologi fitoremediasi memanfaatkan kapasitas alami beberapa tumbuhan untuk menyerap, memusatkan dan memetabolisme unsur dan senyawa kimia yang ada di lingkungan sebagai polutan. Tanaman dapat digunakan untuk ekstraksi, imobilisasi dan stabilisasi, degradasi atau penguapan kontaminan.

Gambar 1. Fitoremediasi di lapangan. Sumber.: Flickr.com/photos/daniela_naturephotography

Tanah, air permukaan dan air tanah, serta atmosfir dapat tercemar sebagai akibat dari beberapa proses alam -seperti erosi geologi, aktivitas vulkanik, antara lain-, dan juga akibat pengaruh aktivitas manusia (industri, pertanian, air limbah, pertambangan, konstruksi, transportasi).

Emisi dan limbah industri, bahan limbah, bahan peledak, agrokimia (pupuk, herbisida, pestisida), pengendapan hujan atau asam, bahan radioaktif, antara lain, merupakan faktor pencemaran yang berasal dari aktivitas manusia.

Fitoremediasi muncul sebagai teknologi yang murah, efektif, dan diterima publik untuk borremediasi berbagai jenis kontaminasi lingkungan.

Kata "fitoremediasi" berasal dari bahasa Yunani "phyto" yang berarti tumbuhan hidup, dan dari bahasa latin "remediare" yang artinya memulihkan keseimbangan; artinya, memulihkan keseimbangan melalui penggunaan tumbuhan.

Jenis fitoremediasi

Teknologi fitoremediasi didasarkan pada proses fisiologis tanaman dan mikroorganisme yang terkait dengannya, seperti nutrisi, fotosintesis, metabolisme, evapotranspirasi, dan lain-lain.

Bergantung pada jenis polutan, derajat kontaminasi tempat dan tingkat pembuangan atau dekontaminasi yang diperlukan, teknik fitoremediasi digunakan sebagai mekanisme penahanan kontaminan (teknik fitostabilisasi, rhizofiltrasi), atau sebagai mekanisme eliminasi (teknik dari fitoekstraksi, fitodegradasi dan fitovolatilisasi).

Gambar 2. Jenis fitoremediasi. Sumber: Townie (Arulnangai & Xavier Dengra dari aslinya dalam ekstensi .png), dari Wikimedia Commons

Teknik fitoremediasi ini meliputi:

Phytodegradation

Teknik ini, disebut juga phytotransformation, terdiri dari pemilihan dan penggunaan tumbuhan yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi polutan yang telah diserapnya.

Dalam fitodegradasi, enzim khusus yang dimiliki beberapa tumbuhan, menyebabkan pemecahan molekul senyawa pencemar, mengubahnya menjadi molekul yang lebih kecil, tidak beracun atau kurang beracun.

Tumbuhan juga dapat termineralisasi polutan menjadi senyawa sederhana yang dapat diasimilasi, seperti karbon dioksida (CO ₂ ) dan air (H ₂ O).

Contoh dari jenis enzim ini adalah dehalogenase dan oxygenase; yang pertama mendukung penghilangan halogen dari senyawa kimia dan yang kedua mengoksidasi zat.

Phytodegradation telah digunakan untuk menghilangkan bahan peledak, seperti TNT (trinitrotoluene), pestisida organoklorin dan organofosfat, hidrokarbon terhalogenasi, di antara kontaminan lainnya.

Rhizoremediasi

Ketika degradasi polutan dihasilkan oleh aksi mikroorganisme yang hidup di dalam akar tanaman, maka teknik remediasi disebut dengan rhizoremediasi.

Fitostabilisasi

Fitoremediasi jenis ini didasarkan pada tanaman yang menyerap polutan dan melumpuhkannya di dalam.

Tanaman ini diketahui dapat mengurangi ketersediaan hayati polutan melalui produksi dan ekskresi senyawa kimia oleh akar yang menonaktifkan zat beracun melalui mekanisme penyerapan, adsorpsi atau pengendapan-solidifikasi.

Dengan cara ini, polutan tidak lagi tersedia di lingkungan untuk makhluk hidup lain, migrasi mereka ke air tanah dan penyebarannya ke area tanah yang lebih luas dapat dicegah.

Beberapa tumbuhan yang telah digunakan dalam fitostabilisasi adalah: Lupinus albus (untuk melumpuhkan arsenik, As dan cadmium, Cd), Hyparrhenia hirta (imobilisasi timbal, Pb), Zygophyllum fabago (imobilisasi seng, Zn), Anthyllis Vulneraria (imobilisasi seng , timbal dan kadmium), Deschampia cespitosa (imobilisasi timbal, kadmium dan seng) dan Cardaminopsis arenosa (imobilisasi timbal, kadmium dan seng), antara lain.

Fitostimulasi

Dalam hal ini, tumbuhan digunakan yang merangsang perkembangan mikroorganisme yang mendegradasi polutan. Mikroorganisme ini hidup di akar tanaman.

Ekstraksi fito

Fitoekstraksi, juga disebut fitoakumulasi atau fito-sekuestrasi, menggunakan tumbuhan atau alga untuk menghilangkan kontaminan dari tanah atau air.

Setelah tanaman atau alga menyerap bahan kimia pencemar dari air atau tanah dan menumpuknya, mereka dipanen sebagai biomassa dan umumnya dibakar.

Gambar 3. Fitoremediasi di kolam, rehabilitasi tambang uranium yang terbengkalai. Portugal. Sumber: flickr.com/photos/daniela_naturephotography

Abunya disimpan di tempat khusus atau tempat pembuangan keamanan atau digunakan untuk memulihkan logam. Teknik terakhir ini disebut jamu.

Tanaman yang terakumulasi hiper

Organisme yang mampu menyerap polutan tanah dan air dalam jumlah yang sangat tinggi disebut hiperakumulator.

Hiperakumulator arsen (As), timbal (Pb), kobalt (Co), tembaga (Cu), mangan (Mn), nikel (Ni), selenium (Se), dan seng (Zn) telah dilaporkan.

Fitoekstraksi logam telah dilakukan dengan tumbuhan seperti Thlaspi caerulescens (ekstraksi kadmium, Cd), Vetiveria zizanoides (ekstraksi seng Zn, kadmium Cd, dan timbal Pb), Brassica juncea (ekstraksi timbal Pb) dan Pistia stratiotis (ekstraksi Ag perak merkuri Hg, nikel Ni, timbal Pb dan seng Zn), antara lain.

Fitofiltrasi

Fitoremediasi jenis ini digunakan dalam dekontaminasi air tanah dan air permukaan. Polutan diserap oleh mikroorganisme atau oleh akar, atau melekat (teradsorpsi) ke permukaan keduanya.

Gambar 4. Pertumbuhan akar di laboratorium, dalam media cair. Sumber: pixabay.com

Dalam fitofiltrasi tanaman ditanam dengan teknik hidroponik dan ketika akarnya berkembang dengan baik, tanaman dipindahkan ke perairan yang tercemar.

Beberapa tumbuhan yang digunakan sebagai fitofiltrasi adalah: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda dan Polygonum punctatum.

Fitovolatilisasi

Teknik ini bekerja ketika akar tanaman menyerap air yang tercemar dan melepaskan polutan yang diubah menjadi bentuk gas atau mudah menguap ke atmosfer, melalui transpirasi daun.

Aksi phytovolatilizing selenium (Se) tanaman, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus dan Chara canescens serta kemampuan untuk memindahkan merkuri (Hg), dari spesies tanaman Arabidopsis thaliana diketahui.

Keuntungan dari fitoremediasi

• Penerapan teknik fitoremediasi jauh lebih murah dibandingkan penerapan metode dekontaminasi konvensional.
• Teknologi fitoremediasi diterapkan secara efisien di area yang luas dengan tingkat kontaminasi sedang.
• Dengan teknik dekontaminasi in situ, lingkungan yang tercemar tidak harus diangkut, sehingga menghindari penyebaran polutan melalui air atau udara.
• Penerapan teknologi fitoremediasi memungkinkan pemulihan logam berharga dan air.
• Untuk menerapkan teknologi ini, hanya diperlukan praktik pertanian konvensional; Pembangunan fasilitas khusus tidak diperlukan, demikian pula pelatihan personel terlatih untuk pelaksanaannya.
• Teknologi fitoremediasi tidak mengkonsumsi energi listrik, juga tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca yang mencemari.
• Mereka adalah teknologi yang melestarikan tanah, air, dan atmosfer.
• Mereka adalah metode dekontaminasi dengan dampak lingkungan terendah.

Kekurangan dan keterbatasan

• Teknik fitoremediasi hanya dapat berpengaruh pada zona yang ditempati oleh akar tanaman, yaitu pada area dan kedalaman yang terbatas.
• Fitoremediasi tidak sepenuhnya efisien dalam mencegah pencucian atau perkolasi kontaminan ke dalam air tanah.
• Teknik fitoremediasi adalah metode dekontaminasi yang lambat, karena membutuhkan waktu tunggu untuk pertumbuhan tanaman dan mikroorganisme yang terkait dengannya.
• Pertumbuhan dan kelangsungan hidup tanaman yang digunakan dalam teknik ini dipengaruhi oleh tingkat toksisitas bahan pencemar.
• Penerapan teknik fitoremediasi dapat berdampak negatif pada ekosistem tempat penerapannya, karena bioakumulasi polutan pada tumbuhan, yang selanjutnya dapat masuk ke rantai makanan melalui konsumen primer dan sekunder.

Referensi

1. Carpena RO dan Bernal MP. 2007. Kunci fitoremediasi: fitoteknologi untuk pemulihan tanah. Ekosistem 16 (2). Mungkin.
2. Badan Perlindungan Lingkungan (EPA-600-R-99-107). 2000. Pengantar Fitoremediasi.
3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fitoremediasi dan rhizoremediasi kontaminan organik tanah: Potensi dan tantangan. Ilmu Tanaman. DAUN HILANG
4. Ghosh M dan Singh SP. 2005. Kajian fitoremediasi logam berat dan pemanfaatan produk sampingnya. Ekologi Terapan dan Penelitian Lingkungan. 3 (1): 1-18.
5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Kajian tentang fitoremediasi in situ tailing tambang. Kemosfer, 184, 594–600. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2017.06.025