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 tanaman untuk menyerap, memusatkan dan memetabolisme unsur-unsur dan senyawa kimia yang ada di lingkungan sebagai polutan. Tumbuhan dapat digunakan untuk ekstraksi, imobilisasi dan stabilisasi, degradasi atau penguapan polutan.
Gambar 1. Fitoremediasi di lapangan. Sumber .: flickr.com/photos/daniela_naturephotography
Tanah, air permukaan dan air tanah, serta atmosfer dapat tercemar sebagai akibat dari beberapa proses alam -seperti erosi geologis, aktivitas gunung berapi, antara lain-, dan juga karena pengaruh aktivitas manusia (industri, pertanian, air limbah, pertambangan, konstruksi, transportasi).
Emisi dan limbah industri, bahan limbah, bahan peledak, agrokimia (pupuk, herbisida, pestisida), hujan atau pengendapan asam, bahan radioaktif, di antara banyak lainnya, adalah faktor polusi yang berasal dari aktivitas manusia.
Fitoremediasi muncul sebagai teknologi yang ekonomis, efektif, diterima publik untuk borremediasi berbagai jenis pencemaran lingkungan.
Kata “fitoremediasi” berasal dari bahasa Yunani ” phyto”, yang berarti tanaman hidup, dan dari bahasa Latin ” remediare” yang berarti mengembalikan keseimbangan; artinya, untuk memulihkan keadaan keseimbangan melalui penggunaan tanaman.
Indeks artikel
Jenis-jenis fitoremediasi
Teknologi fitoremediasi didasarkan pada proses fisiologis tanaman dan mikroorganisme yang terkait dengannya, seperti nutrisi, fotosintesis , metabolisme, evapotranspirasi, dan lain-lain.
Tergantung pada jenis pencemar, derajat pencemaran tempat dan tingkat penghilangan atau dekontaminasi yang diperlukan, teknik fitoremediasi digunakan sebagai mekanisme penahanan kontaminan (teknik fitostabilisasi, rhizofiltrasi), atau sebagai mekanisme eliminasi (teknik fitoekstraksi). , fitodegradasi dan fitovolatilisasi).
Gambar 2. Jenis fitoremediasi. Sumber: Townie (Arulnangai & Xavier Dengra dari yang asli dalam ekstensi .png) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons
Teknik fitoremediasi ini meliputi:
fitodegradasi
Teknik ini, juga disebut fitotransformasi, terdiri dari pemilihan dan penggunaan tanaman yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi polutan yang telah diserapnya.
Dalam fitodegradasi, enzim khusus yang dimiliki beberapa tanaman, menyebabkan pemecahan molekul senyawa pencemar, mengubahnya menjadi molekul yang lebih kecil, tidak beracun atau kurang beracun.
Tumbuhan juga dapat memineralisasi polutan menjadi senyawa sederhana yang dapat diasimilasi, seperti karbon dioksida (CO 2 ) dan air (H 2 O).
Contoh enzim jenis ini adalah dehalogenase dan oksigenase; yang pertama mendukung penghilangan halogen dari senyawa kimia dan yang kedua mengoksidasi zat.
Fitodegradasi telah digunakan untuk menghilangkan bahan peledak, seperti TNT (trinitrotoluene), pestisida organoklorin dan organofosfat, hidrokarbon terhalogenasi, di antara polutan lainnya.
Rizoremediasi
Ketika degradasi polutan dihasilkan oleh aksi mikroorganisme yang hidup di akar tanaman, teknik remediasi disebut rhizoremediasi.
fitostabilisasi
Jenis fitoremediasi ini didasarkan pada tanaman yang menyerap polutan dan melumpuhkannya di dalam.
Tumbuhan ini diketahui dapat mengurangi bioavailabilitas polutan melalui produksi dan ekskresi oleh akar senyawa kimia yang menonaktifkan zat beracun melalui mekanisme penyerapan, adsorpsi atau pengendapan-pemadatan.
Dengan cara ini, polutan tidak lagi tersedia di lingkungan untuk makhluk hidup lainnya, migrasinya 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 arsen, As dan cadmium, Cd), Hyparrhenia hirta ( mengikat timbal, Pb) , Zygophyllum fabago ( mengimobilisasi seng, Zn), Anthyllis Vulneraria ( mengimobilisasi seng , timbal dan kadmium), Deschampia cespitosa (imobilisasi timbal, kadmium dan seng) dan Cardminopsis arenosa (imobilisasi timbal, kadmium dan seng), antara lain.
fitostimulasi
Dalam hal ini digunakan tanaman yang merangsang perkembangan mikroorganisme yang mendegradasi polutan. Mikroorganisme ini hidup di akar tanaman.
fitoekstraksi
Phytoextraction, juga disebut phytoaccumulation atau phyto-sequestration, menggunakan tanaman atau ganggang untuk menghilangkan kontaminan dari tanah atau air.
Setelah tanaman atau ganggang menyerap bahan kimia pencemar dari air atau tanah dan mengumpulkannya, mereka dipanen sebagai biomassa dan umumnya dibakar.
Gambar 3. Fitoremediasi di kolam, rehabilitasi tambang uranium yang ditinggalkan. Portugal. Sumber: flickr.com/photos/daniela_naturephotography
Abunya disimpan di tempat-tempat khusus atau tempat pembuangan keamanan atau digunakan untuk memulihkan logam. Teknik terakhir ini disebut herbalisme.
Tumbuhan hiperakumulasi
Organisme yang mampu menyerap polutan dalam jumlah yang sangat tinggi dari tanah dan air disebut hiperakumulator.
Hiperakumulator arsenik (As), timbal (Pb), kobalt (Co), tembaga (Cu), mangan (Mn), nikel (Ni), selenium (Se), dan seng (Zn) telah dilaporkan.
Fitoekstraksi logam telah dilakukan dengan tanaman seperti Thlaspi caerulescens (ekstraksi kadmium, Cd), Vetiveria zizanoides (ekstraksi seng Zn, kadmium Cd, dan timbal Pb), Brassica juncea (ekstraksi timah Pb) dan Pistia stratiotis (ekstraksi timah hitam). perak Ag , merkuri Hg, nikel Ni, timbal Pb dan seng Zn), antara lain.
fitofiltrasi
Jenis fitoremediasi ini digunakan dalam dekontaminasi air tanah dan air permukaan. Polutan diserap oleh mikroorganisme atau oleh akar, atau melekat (diserap) pada permukaan keduanya.
Gambar 4. Pertumbuhan akar di laboratorium, dalam medium cair. Sumber: pixabay.com
Dalam fitofiltrasi tanaman ditanam menggunakan teknik hidroponik dan ketika akar berkembang dengan baik, tanaman dipindahkan ke perairan yang tercemar.
Beberapa tumbuhan yang digunakan sebagai fitofilter 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 keringat daun.
Tindakan phytovolatilizing selenium (Se) tanaman, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus dan Chara canescens dan juga kemampuan untuk mentranspirasikan merkuri (Hg), dari spesies tanaman Arabidopsis thaliana diketahui .
Keuntungan dari fitoremediasi
- Penerapan teknik fitoremediasi jauh lebih murah dibandingkan penerapan metode dekontaminasi konvensional.
- Teknologi fitoremediasi efisien diterapkan di area yang luas dengan tingkat kontaminasi sedang.
- Karena ini adalah teknik dekontaminasi in situ, media yang terkontaminasi tidak perlu 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, atau pelatihan personel terlatih untuk pelaksanaannya.
- Teknologi fitoremediasi tidak mengkonsumsi energi listrik, juga tidak menghasilkan polusi emisi gas rumah kaca.
- Mereka adalah teknologi yang melestarikan tanah, air dan atmosfer.
- Mereka adalah metode dekontaminasi dengan dampak lingkungan paling sedikit.
Kekurangan dan keterbatasan
- Teknik fitoremediasi hanya dapat berpengaruh pada zona yang ditempati oleh akar tanaman, yaitu pada luas dan kedalaman yang terbatas.
- Fitoremediasi tidak sepenuhnya efisien dalam mencegah pencucian atau perkolasi polutan ke dalam air tanah.
- Teknik fitoremediasi adalah metode dekontaminasi yang lambat, karena memerlukan waktu tunggu untuk pertumbuhan tanaman dan mikroorganisme yang terkait dengannya.
- Pertumbuhan dan kelangsungan hidup tanaman yang digunakan dalam teknik ini dipengaruhi oleh tingkat toksisitas polutan.
- Penerapan teknik fitoremediasi dapat berdampak negatif terhadap ekosistem tempat penerapannya, karena adanya bioakumulasi polutan pada tanaman, yang selanjutnya dapat berpindah ke rantai makanan melalui konsumen primer dan sekunder.
Referensi
- Carpena RO dan Bernal MP. 2007. Kunci fitoremediasi: fitoteknologi untuk pemulihan tanah. Ekosistem 16 (2). Boleh.
- Badan Perlindungan Lingkungan (EPA-600-R-99-107). 2000. Pengantar Fitoremediasi.
- Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fitoremediasi dan rizoremediasi kontaminan tanah organik: Potensi dan tantangan. Ilmu Tumbuhan . DAUN HILANG
- Ghosh M dan Singh SP. 2005. Tinjauan fitoremediasi logam berat dan pemanfaatan produk sampingnya. Ekologi Terapan dan Penelitian Lingkungan. 3 (1): 1-18.
- Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Tinjauan tentang fitoremediasi in situ tailing tambang. Kemosfer, 184, 594–600. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2017.06.025
