tumbuhan hiperakumulator

1

TUMBUHAN HIPERAKUMULATOR:Colocasia esculenta, Chromolaena odorata, Ischaemum timorense,

Rhapanus sativus dan Daucus carota

Viki WulandariH41112 009

Fitoremediasi- Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin

Email : [email protected]

1. Colocasia esculenta

Penelitian dengan menggunakan tanaman hiperakumulator biasanya

dilakukan pada daerah bekas penambangan. Misalnya pada bekas penambangan

emas, maka akan banyak meninggalkan tumpahan merkuri pada lahan bekas

lokasi penambangan. Untuk mengatasi hal itu, maka diperlukan suatu usaha untuk

mengatasi pencemaran merkuri. Salah satunya dengan menggunakan tumbuhan

hiperakumulator merkuri. Salah satu tumbuhan yang digunakan untuk remediasi

adalah Colocasia esculenta atau talas.

Gambar: Talas Colocasia esculentaSumber : Hilamuhu, dkk., 2010

Daun talas, tua atau muda, juga dimanfaatkan sebagai pakan ikan gurame.

Daun, tangkai daun, dan umbi, digunakan sebagai campuran pakan ternak,

Universitas Hasanuddin, 2015

http://id.wikipedia.org/wiki/Gurame

mailto:[email protected]

2

terutama babi. Di beberapa daerah di Indonesia di mana padi tidak dapat tumbuh,

antara lain diKepulauan Mentawai dan Papua, talas dimakan sebagai makanan

pokok, dengan cara dipanggang, dikukus atau dimasak dalam tabung bambu.

Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan oleh Balai Riset dan

Standardisasi Industri Manado (BARISTAND) menggunakan metode pengujian

Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Tumbuhan Colocasia esculenta

yang dijadikan objek penelitian adalah tumbuhan yang terdapat pada

penambangan emas Desa Ilangata, Gorontalo.

Penelitian ini menggunakan beberapa tumbuhan uji lainnya, tetapi

Colocasia esculenta mampu menyerap merkuri dalam kadar yang paling besar.

berikut adalah hasil penelitian yang telah dilakukan:

Menurut Widyawati (2011), banyaknya serapan logan oleh tanaman

tergantung pada umur tumbuhan, banyaknya logam dalam tanah dan lamanya

waktu tanaman berada pada tanah tercemar.


http://id.wikipedia.org/wiki/Bambu

http://id.wikipedia.org/wiki/Kepulauan_Mentawai

http://id.wikipedia.org/wiki/Padi

http://id.wikipedia.org/wiki/Babi

3

Semua spesies tumbuhan di kawasan tersebut digolongkan sebagai

tumbuhan hipertoleransi terhadap merkuri. Hal ini disebabkan oleh

kemampuan tumbuhan tersebut dalam menyerap merkuri, dan dalam proses

penyerapan, ada faktor yang mempengaruhi yaitu perbedaan morfologi dan

faktor lingkungan diantaranya suhu dan pH, pH pada kawasan tersebut adalah

6,5. Menurut (Ashraf dkk, 2010), ada dua faktor yang mempengaruhi penyerapan

logam, yang pertama yaitu perbedaan genetik dalam serapan, translokasi dan

menolak atau menyimpan kontaminan oleh tanaman, dan kedua yaitu faktor

lingkungan.

Menurut Meagher (2000), merkuri dalam tanah terserap oleh akar melalui

zat khelat atau fitokelatin yang diekresikan oleh jaringan akar tumbuhan terhadap

respon kandungan merkuri. Pada penelitian ini tumbuhan yang berada di kawasan

tersebut memiliki kemampuan dalam mengeksresikan fitokelatin yang merupakan

respon terhadap kandungan merkuri pada tanah tetapi hanya dapat

mengakumulasi merkuri dalam jumlah yang rendah sehingga tidak

digolongkan sebagai tumbuhan hiperakumulator.

2. Chromolaena odorata

Secara umum, mekanisme penyerapan dan akumulasi logam berat

oleh tanaman dapat dibagi menjadi tiga proses yang sinambung (Hardiani,

2009), 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, (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


4

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.

Dalam sebuah penelitian, telah diperoleh hasil bahwa Chromolaena

odorata mampu mengakumulasi kadar Hg sebanyak 0,39 ppm. Chromolaena

odorata adalah tumbuhan liar yang dianggap sebagai gulma atau tanaman

pengganggu.

Gambar : Chromolaena odorataSumber : Hilamuhu, dkk., 2010

Penelitian yang menggunakan tanaman Chromolaena odorata telah

membuktikan bahwa Chromolaena odorata mampu mengakumulasikan merkuri

dan menjadi tanaman yang dapat memperbaiki kualitas lahan bekas penambangan

emas yang tercemar merkuri. Penelitian selanjutnya diharapkan dapat mendeteksi

pada bagaian mana yang dapat bekerja untuk menanggulangi merkuri.


5

3. Ischaemum timorense

Pembuangan limbah padat secara timbunan terbuka berpotensi

menimbulkan permasalahan lingkungan seperti pencemaran media air dan tanah.

Pembuangan cara ini juga dapat mengurangi estetika dan pemakaian lahan yang

digunakan untuk aktivitas manusia. Oleh karena itu perlu dilakukan pemulihan

lahan terkontaminasi pada lokasi bekas timbunan tersebut. Fitoremediasi sebagai

pemulihan media tanah terkontaminasi yang menggunakan tanaman merupakan

teknologi yang efektif, murah dan ramah lingkungan. Efektifitas proses sangat

dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi kontaminan serta tanaman yang digunakan.

Penelitian dilakukan menggunakan tanaman Ischaemum timorense Kunth atau

biasa dikenal sebagai rumput sarang buaya. Tumbuhan ini banyak ditemukan

sebagai gulma di pinggiran perairan hingga padang rumput.

Gambar : Ischaemum timorenseSumber : Hardiani, 2009


6

Industri Kertas dengan proses deinking adalah salah satu industri yang

menghasilkan limbah padat yang diklasifikasikan sebagai limbah B3 dari sumber

yang spesifik. Logam Cu berpotensi toksik terhadap tanaman dan berbahaya bagi

manusia karena bersifat karsinogenik. Kandungan logam Cu dalam jaringan

tanaman yang tumbuh normal sekitar 5-20 mg/kg, sedangkan pada kondisi kritis

dalam media 60-120 mg/kg dan dalam jaringan tanaman 5-60 mg/kg. Pada

kondisi kritis pertumbuhan tanaman mulai terhambat sebagai akibat keracunan

Cu.

Pengolahan limbah yang mengandung Cu hingga saat ini masih

menggunakan cara fisika-kimia yang membutuhkan peralatan dan sistem

monitoring yang mahal. Konsep pengolahan limbah secara biologis dengan

menggunakan media tanam yang dikenal dengan fitoremediasi bukan lagi

merupakan hal yang baru.

Berdasarkan penelitian Sagita (2002) menyatakan bahwa famili Poaceae

memiliki kemampuan mengkhelat logam dan membawanya kedalam sel akar

melalui proses transport aktif sehingga tidak menghambat metabolisme tanaman

tersebut. Jenis tanaman Ischaemum timorense Kunth digunakan dalam penelitian

ini karena karakteristiknya termasuk spesies ruderal (spesies yang mampu

berkembang dalam lingkungan tercemar serta mempunyai siklus hidup yang

relatif cepat), dapat mengakumulasi pencemar dalam jumlah yang besar tanpa

menampakkan gejala kerusakan eksternal.

Efektifitas proses sangat dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi

kontaminan serta tanaman yang digunakan. Penelitian dilakukan menggunakan

tanaman Ischaemum timorense Kunth dengan rancangan acak pola faktorial yang


7

terdiri atas 2 faktor yaitu media tanam dan umur tanam. Parameter yang diuji

adalah logam Cu yang merupakan polutan cukup tinggi di dalam limbah deinking

industri kertas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman mempunyai

kemampuan mengakumulasi dan menyerap logam Cu dengan efisiensi

penyerapan sebesar 3,73%. Kemampuan akumulasi Cu pada akar Ischaemum

timorense Kunth, batang dan daun berturut-turut sebesar 55,31 mg/kg (30,9%);

31,60 mg/kg (17,7%) dan 22,11 mg/kg (12,4%).

4. Rhapanus sativus

usaha untuk meningkatkan akumulasi logamberat, khususnya Pb, telah dilakukan

di beberapa laboratorium. Ilya Raskin dan kolega di AgBiotech Center berusaha

menaikkan tingkat akumulasi Pb oleh Rhapanus sativus dengan memberikan zat

pengkhelat ke dalam tanah. Hasilnya menunjukkan, bahwa denganmemberikan

khelator EDTA ke dalam tanah yang mengandung 600 mg Pb/kg, tumbuhan

Rhapanus sativus mampu mengakumulasi Pb hingga 1,5% biomassanya. Dengan

demikian biladianggap hasil biomassa adalah 12 t/ha, maka sebanyak 180 kg

Pb/ha dapat diambil daridalam tanah. Untuk mencapai hasil yang tinggi ini

tambahan biaya untuk pemberian EDTAdiperhitungkan sekitar US$7,50/t tanah

yang digarap.

Tanaman lobak Rhaphanus sativa mampu berperan dalam fitoremediasi

logam Pb. Konsentrasi maksimum Pb di dalam akar yaitusebesar 440 µg/gr,

sedangkan di dalam daun sebesar 42 µg/gr. Dalam penelitian ini

terlihat bahwa lobak berperan dalam proses fitoekstraksi. Timbal (Pb)

merupakan salah satu logam berat yang berbahaya bagi kelangsunganhidup

manusia dan makhluk hidup lainnya. Pb masuk ke dalam tubuh manusia melalui


8

airminum, makanan atau udara, yang dapat menyebabkan gangguan pada organ

sepertigangguan neurologi (syaraf), ginjal, sistem reproduksi, sistem hemopoitik

serta sistem syaraf pusat (otak) terutama pada anak yang dapat menurunkan

tingkat kecerdasan. Pb dihasilkan dari berbagai kegiatan, seperti kegiatan industri

(industri pengecoran maupun pemurnian, industri battery, industri bahan bakar,

industri kabel serta industri bahan pewarna), sisa pembakaran kendaraan bermotor

dan penambangan.

Gambar : Lobak Rhapanus sativusSumber : Suharno dan Sancayaningsih, 2013

Berbagai jenis tanaman dapat berperan dalam fitoremediasi, baik itu

tanamanpangan ataupun nonpangan. Untuk menghindari terjadinya akumulasi

logam berat Pb didalam tanaman pangan perlu dikaji lebih mendalam mengenai

komposisi media tanam (tanah), pestisida maupun pupuk. Sedangkan untuk

pemanfaatan teknik fitoremediasi terhadap lingkungan tercemar Pb sebaiknya

menggunakan tanaman nonpangan. Tanaman nonpangan harusnya lebih

dikembangkan dalam fitoremediasi karena tidak menyebabkan dampak dari akibat

konsumsi yang ditimbulkan.


9

5. Daucus carota

Kajian mengenai fungi mikoriza arbsukula (FMA) di berbagai ekosistem

telah dilakukan. Peran mikoriza inipun telah diketahui mampu meningkatkan

kemampuan tumbuhan dalam mempertahankan kemampuan hidup, baik pada

habitat yang sesuai maupun habitat lahan-lahan marginal. Pada beberapa dekade

belakangan ini kemampuan mikoriza dimanfaatkan dalam remediasi logam berat

pada lahan bekas tambang. Kinerjanya menunjukkan bahwa mikoriza mampu

menyumbangkan peran kemampuan pertahanan tumbuhan pada lahan marginal.

Berbagai jenis FMA juga mampu bersimbiosis dan berperan dalam stabilisasi

serta penyerapan logam berat pada lahan tercemar.

Gambar: wortel Daucus carotaSumber : https://www.academia.edu

Kompleks logam berat pada tanaman hiperakumulator juga berkaitan erat

dengan asam karboksilat seperti sitrat, asam malat, dan malonat. Asam organik ini

terlibat dalam penyimpanan logam berat dalam vakuola daun. Asam amino lain

seperti sistein, asam glutamat, histidin, dan glisin, juga dapat membentuk

kompleks logam berat dalam hiperakumulator. Kompleks ini lebih stabil

dibanding asam karboksilat, yang sebagian besar terlibat dalam transport logam


10

berat melalui xilem. Selain itu, tanaman hiperakumulator dapat meningkatkan

ketersediaan logam seperti Fe, Zn, Cu, dan Mn dengan melepaskan khelat

fitosiderofor. Mekanisme hiperakumulator kemungkinan berhubungan dengan

proses rizosfer seperti pelepasan agen khelat, fitosiderofor dan asam organik,

dan/atau perbedaan dalam jumlah atau afinitas transporter-transporter logam pada

akar.

Hasil pengamatan infeksi mikoriza sangat bervariasi antara 30%-70%

untuk semua perlakuan logam berat. Jumlah arbuskel relatif bervariasi pula antara

38%-70%. Mikoriza dapat berkembang dengan baik, sedangkan keberadaan

arbuskula terbukti mampu meningkatkan kandungan logam pada tajuk tanaman.

Transfer Pb dan As ke dalam tanaman sayuran yang ditanam pada tanah yang

terkontaminasi oleh Pb arsenat (pestisida) dikaji dalam penelitian rumah kaca.

Selada, wortel, buncis, dan tomat yang ditanam pada tanah yang mengandung

berbagai jumlah konsnetrasi Pb (16,5-915 mg / kg) dan As (6,9-211 mg / kg).


11

DAFTAR PUSTAKA

Bani, T., 2009. Fitoremediasi Lingkungan Yang Tercemar Timbal https://www.academia.edu, diakses pada Minggu, 8 Maret pukul 20.00 WITA, Makassar.

Hardiani, H., 2009. Potensi Tanaman Dalam Mengakumulasi Logam Cu Pada Media Tanah Terkontaminasi Limbah Padat Industri Kertas. Jurnal Bioteknologi Sains Vol. 44, No. 1: 27 – 40.

Hardiani.H. 2008. Pemulihan Lahan Terkontaminasi Limbah B3 dari Proses Deinking Industri Kertas Secara Fitoremediasi, Jurnal Riset Industri. Vol.2. No.2. Hal. 64–75.

Irsyad, M., Rismawaty S., dan Musafira, 2014. Translokasi Merkuri (Hg) Pada Daun Tanaman Bayam Duri (Amaranthus spinosus L) Dari Tanah Tercemar. Jurnal of Natural Science, Vol.3(1): 8-17. Universitas Tadulako, Palu.

Munawar., dan A. Rina. 2010. Kemampuan Tanaman Mangrove Untuk Menyerap Logam Berat Merkuri (Hg) dan Timbal (Pb). J. ilmu Teknik Lingkungan 2 (2).

Suharno dan Sancayaningsih, R. P., 2013. Fungi Mikoriza Arbuskula: Potensi Teknologi Mikorizoremediasi Logam Berat dalam Rehabilitasi Lahan Tambang. Jurnal Bioteknologi 10 (1): 31-42, ISSN: 0216-6887, EISSN: 2301-8658 Universitas Cendrawasih, Jayapura.


https://www.academia.edu/

tumbuhan hiperakumulator

Documents