Beberapa kriteria tanaman hiperakumulator logam

Beberapa kriteria tanaman hiperakumulator logam

 Fitoremediasi adalah teknologi proses dengan menggunakan vegetasi (tanaman) untuk menghilangkan dan memperbaiki kondisi tanah, sludge, kolam, sungai dari kontaminan (Melethia dkk, 1996). Metode fitoremediasi sangat berkembang pesat karena metoda ini mempunyai beberapa keunggulan diantaranya secara finansial relatif murah bila dibandingkan dengan metoda konvensional biaya dapat dihemat sebesar 75-85%. Ada beberapa kriteria agar tanaman dapat disebut sebagai suatu hiperakumulator, antara lain

: Tanaman yang mampu mentranslokasikan unsur (baik tunggal ataupun berbagai macam unsur) ke pucuk tanaman lebih tinggi dari translokasi yang terjadi di akar, sehingga tanaman yang hanya dapat beradaptasi baik pada tanah-tanah tercemar tidak tergolong tanaman hiperakumulator, karena tidak adanya kemampuan tanaman ini mentranslokasikan serapan unsur ke pucuk tanaman. Tanaman hiperakumulator harus mampu mentranslokasikan unsur-unsur tertentu tersebut dengan konsentrasi sangat tinggi ke pucuk dan tanpa membuat tanaman tumbuh dengan tidak normal dalam arti kata tidak kerdil dan tidak mengalami fitotoksisitas. Tanaman juga dikriteriakan sebagai hiperakumulator jika nilai bioakumulasi unsur tersebut adalah lebih besar dari nilai 1, di mana "nilai bioakumulasi" dihitung dari konsentrasi unsur tersebut di pucuk (shoot concentration) di bagi konsentrasi unsur di dalam tanah (defined as shoot concentration/total soil concentration). Tanaman, misalnya, dapat dikatakan hiperakumulator Mn, Zn, Ni jika mampu menyerap lebih dari 10.000 ppm unsur- unsur tersebut, lebih dari 1.000 ppm untuk Cu dan Se, dan harus lebih dari 100 ppm untuk Cd, Cr, Pb, dan Co. Unsur apa saja yang bisa diserap oleh tanaman hiperakumulator? Tanaman hiperakumulator yang telah ditemukan hingga saat ini mencakup sekitar 400 spesies bukan hanya mampu membersihkan metal (logam), nonlogam, metaloid, tetapi juga senyawa organik. Boron termasuk unsur yang bisa diserap dengan baik oleh beberapa spesies tanaman, misalnya, bunga matahari (Helianthus annuus). Tanaman bunga matahari bukan hanya mampu mentranslokasikan Boron, tetapi juga menyerap timah (Pb) sangat tinggi. Tanaman palma-palma-an dan juga Thlaspi sp umumnya adalah hiperakumulator Cl, Mg, dan juga K yang bagus. Tanaman Halophytes adalah akumulator sodium (Na) yang baik contohnya, misalnya, Hordeum vulgare. Tanaman yang mampu menyerap logam dan juga metaloid umumnya berada dalam spesies Brassicaceae, Asteraceae dan Pteridaceae, dan lain-lain. Beberapa contoh tanaman lain yang mampu menyerap logam, nonmetal, metaloid, dan senyawa organik yang sering digunakan dalam proyek fitoremediasi: • Zink (Zn) dan Kadmium (Cd) oleh Thlaspi caerulescens (mampu menyerap 20.000 ppm Zn dan di atas 300 ppm Cd). • Nikel (Ni) oleh Alyssum sp dan Berkheya sp ataupun Sebertia acuminata mampu menyerap nikel (Ni) hingga lebih dari 2 persen dari biomassa keringnya, sehingga proyek pengembangan pertambangan nikel dengan metode fitoremediasi sedang dikembangkan besar-besaran (termasuk satu proyek besar di Indonesia yang sedang berlangsung). • Sulfate oleh Brassicacea sp. • Emas (Au) oleh Brassica sp, proyek fitomining (menambang emas melalui tanaman) untuk emas terbesar adalah di New Zealand. • Selenium (Se) oleh Brassica juncea hingga lebih dari 1.000 ppm. • Arsenik (As) oleh Pteris vittata dan Pityrogramma calomelanos yang mampu menyerap lebih dari 10.000 ppm As di pucuk tanaman. • Mercuri (Hg) oleh Pteris vittata dan transgenik Nicotiana tabacum dan Liriodendron tulipifera. • Thallium oleh Brassica oleracea acephala dan Iberi intermediate. • Senyawa organik (petroleum hydrocarbons, PCBs, PAHs, TCE juga TNT) misal oleh Thlaspi caerulescens, Alyssum murale, Oryza sativa, dan lain-lain. • Dioxin oleh genus Curcubita (misalnya pumpkin dan zuchini). Sebagian besar tanaman hiperakumulator adalah tersedia oleh alam sendiri (nature hyperaccumulation plant) ataupun bisa juga menggunakan rekayasa genetik (transgenic plant). Tanaman transgenik menjadi harapan karena bisa meningkatkan kemampuan "native plant" untuk menyerap lebih tinggi ataupun mampu menciptakan tanaman yang secara agronomi cocok dan mampu, misalnya, tumbuh pada lokasi yang sangat anaerob tetapi tanaman tersebut tidak memiliki potensi menyerap kontaminan, sehingga bisa direkayasa secara genetik untuk menjadi mampu menyerap kontaminan. Contoh dalam fitoremediasi mercuri oleh tanaman Nicotiana tabacum (tembakau) yang saat ini dipakai adalah hasil bioteknologi, di mana gen MerA dan MerB diisolasi dari bakteri gram negatif (mercuric reductase bacterial) yang mampu mengkonversi metil mercuri menjadi Hg2+ dan kemudian menjadi Hg0 (elemental mercury) kemudian di ekspresikan pada tanaman (padi, kapas, tembakau, poplar, dan lain-lain). Hasil akhirnya adalah tanaman transgenik yang mampu membersihkan Hg2+ ataupun metilmercuri dengan cara tanaman menyerap Hg2+ ataupun metilmercuri kemudian oleh di pucuk tanaman dilepaskan sebagai Hg0 (elemental mercury) ke udara (phytovolatilization). Keuntungan diberikan oleh tanaman hiperakumulator ini selain Selain pencemaran yang mampu diangkut oleh tanaman ini, tanah secara signifikan juga akan mengalami perbaikan bukan hanya karena berkurangnya pencemaran tetapi juga akibat adanya aktivitas akar, tanah secara otomatis menjadi lebih subur kembali karena akar tanaman meregulasikan dirinya mengeluarkan asam-asam organik yang mampu meningkatkan kesuburan kimia, fisika, dan juga biologi tanah. Tanaman yang mampu menyerap konsentrasi unsur dengan sangat tinggi dan bernilai ekonomi seperti emas (Au) dan nikel (Ni) bisa digunakan untuk pertambangan (phytomining), Zn misalnya untuk diisolasikan sebagai suplemen kesehatan. Jika logam, nonlogam metaloid dan senyawa organik yang diserap tapi tidak memiliki nilai ekonomi yang baik, tetap bisa dibakar untuk menghasilkan energi dan diisolasi unsurnya secara murni lagi (Na, Cl, Cd, Co, Cr, dan lain-lain. Mekanisme kerja tanaman 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.