Kamis, 16 Desember 2010

pencemaran logam berat

PENANGGULANGAN PENCEMARAN LOGAM BERAT
DI LAHAN PERTANIAN
BAB I
PENDAHULUAN
A.    LATAR BELAKANG
Sejak pelita 1 terjadi pembangunan di bidang pertanian yang sangat pesat. Indonesia dapat memperoleh predikat swasembada pangan karena pembangunan di bidang pertanian tersebut. Produksi pertanian  sangat baik pada saat itu. Suplay pangan cukup untuk rakyat. Produksi pertanian yang tinggi adalah sasaran yang ingin di capai. Untuk memenuhi sasaran ini dilakukan penambahan input termasuk penambahan penggunaan pupuk dan pestisida sintetis yang tidak memperhatikan aspek lingkungan. Hal ini menyebabkan terjadinya pencemaran lahan pertanian oleh unsure logam berat yang terkandung dalam pupuk dan pestisida tersebut. Logam berat adalah  unsur logam yang memiliki berat molekul yang tinggi. Contonya Hg, Pb, Ni, Cd, Cr. As dan masih banyak  lagi. Logam berat walau pun dalam jumlah yang kecil sudah dapat mencemari lingkungan dan sifat racun. Tanaman sebenarnya memiliki kemapuan untuk menetralisir logam berat. Namun apabila terlalu banyak akan bersifat racun bagi tanaman tersebut.
Tanah secara alami telah mengandung logam berat meskipun hanya sedikit serta memiliki kamampuan untuk mentolelir logam berat yang ada di dalamnya. Hal tersebut tergantung pada bahan induk penysun tanahnya. Berdasarkan analisis Notohadiprawiro dkk (1991) jenis tanah Vertisol Sragen, Ferrassol Karanganyar (Solo), dan Regosol kuningan Yogyakarta mengandung logam berat 20.9-49.8 (Zn), 18.7- 35.4 (Cu), 5.6- 15.1 (Pb), dan 6.4-28.8 ppm (Ni). Menurut standar umum kadar Pb dan Cd yang boleh ada pada tanah adalah masing-masing 150 ppm dan 2 ppm namun untuk jenis tanah yang berasal dari batuan beku basalt 2-18 ppm untuk logam berat Pb, batuan beku granit 6-30 ppm, lempung dan liat 16-50 ppm batu pasir  < 31 ppm ( Cannon et al dalam Lepp 1981). Pada kenyataannya  kandungan Pb pada pupuk Phospat adalah 7-225 ppm dan kandungan Cd- nya 0.1-170 ppm hal ini perlu di waspadai.
Akumulasi logam berat di tanah antara lain berasal dari: limbah  pabrik yang dibuang di sungai yang digunakan untuk irigasi dan residu pestisida dan pupuk sintetis dari usaha pertanian di lahan itu sendiri maupun dari lahan lain yang terbawa air irigasi.Dari penyebab akumulasi logam berat di atas dapat dilihat bahwa semua penyebab dari akumulasi logam berat berasal dari kegiatan manusia.
Persoalan yang muncul akibat akumulasi logam berat pada tanah antara lain; Masuknya logam berat ke tanah dapat mempengaruhi seluruh kehidupan yang ada ditanah tanah yang merupakan factor penentu produktifitas tanah., masuknya logam berat tanah juga menyebabkan penurunan kualitas sifat kimia tanah dan dengan menurunnya produktifitas tanah maka hasil panen tanaman akan menurun baik kualitas maupun kuantitas.
Hal-hal yang terjadi akibat akumulasi logam berat di atas membawa dampak yang berbahaya bagi pertanian kita. Ditambah lagi akumulasi logam berat ini telah terjadi cukup lama. Pencemaran  tersebut dapat di atasi dengan cara penanggulangan secara fisik, kimia dan biologi. Dengan tulisan ini, diharapkan dapat menambah pengetahuan  tentang apa itu logam berat, penyebab akumulasinya, dampaknya dan manajemen pananggulangan tanah yang mengalami pencemaran akibat akumulasi logam berat serta merakomendasikan cara penanggulangan yang paling efektif berdasarkan penilaian kami.

B.     TUJUAN
Tujuan penulisan tulisan ini adalah guna mengetahui  metode-metode yang sesuai untuk mejadi solusi dari masalah pencemaran logam berat yang terjadi di lahan pertanian.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Logam berat adalah  unsur logam yang memiliki berat molekul yang tinggi. Umumnya bersifat racun, baik bagi tanaman maupun hewan. Contonya Hg, Pb, Ni, Cd, Cr. As dan masih banyak  lagi ( Am. Geol. Inst, 1976).
Karakteristik logam berat ialah memiliki berat jenis > 4, bernomor atom 22-34 dan 40-50. Logam berat memilki respon biokimia spesifik pada makhluk hidup. Logam berat yang telah diketahui  berjumlah lebih dari 70 unsur  dan yang perlu diperhatikan adalah Hg, Pb, Cd, Cu, Cr, Co dan Mo karena unsure-usnru ini yang lebih sering terkandung pada tanah yang tercemar.
Pencemaran yang terjadi pada tanah, air tanah, badan air, atau sungai, udara dapat menyebabkan terganggunya ekosistem. Hal ini karena terputusnya rantai dalam satu tatanan linkungan atau matinya organism yang menyebabkan terganggunya ekosistem ( Soemarwoto, 1991).
Tanah secara alami telah mengandung logam berat meskipun hanya sedikit. Berdasarkan analisis Notohadiprawiro dkk (1991) jenis tanah Vertisol Sragen, Ferrassol Karanganyar (Solo), dan Regosol kuningan Yogyakarta mengandung logam berat 20.9-49.8 (Zn), 18.7- 35.4 (Cu), 5.6- 15.1 (Pb), dan 6.4-28.8 ppm (Ni).Kadarnya pun tergantung dari bahan induk pembentuk tanah itu sendiri. Tanah pun memiliki kemampuan dalam menyerap logam berat yang berbeda untuk tiap jenis tanh berdasarkan bahan induk penyusun tanah tersebut. Menurut standar umum kadar Pb dan Cd yang boleh ada pada tanah adalah masing-masing 150 ppm dan 2 ppm namun untuk jenis tanah yang berasal dari batuan beku (Charlena, 2004)
Cara masuknya logam berat kelahan pertanian adalah melalui:
1.      Pencemaran limbah yang terjadi di sungai yang masuk ke lahan pertanian melalui sistem irigasi. Adapun limbah yang dapat mengandung logam berat yang dapat mencemari lahan pertanian berasal dari
·         Pabrik kimia.
·         Limbah Industry listrik dan elektronika,
·         Limbah Industry logam dan penyepukan elektro
·         Limbah industri kulit
·         Metalurgi
·         Limbah cat dan bahan pewarna.
2.      Residu pestisida dan pupuk sintetis dari usaha pertanian di lahan itu sendiri maupun dari lahan lain yang terbawa air irigasi ( Undang Kurnia et. Al, 2003).
Pupuk serta pestisida sintetis yang merupakan salah satu bahan pencemar yang menyebabkan unsur logam berat masuk ke lahan pertanian mengandung banyak sekali logam berat yang sebenarnya berada di atas ambang toleransi yang bisa diterima tanah.
Kisaran umum konsentrasi logam berat pada pupuk N dan pupuk P
(ppm)

unsur
pupuk P
pupuk N
B
5 - 115
0
Cd
0.1 - 170
0.05 - 8.5
Co
1.0 - 12
5.4 - 12
Cr
66 - 245
3.2 - 19
Cu
1.0 - 30
0
Hg
0.01 - 1.2
0.3 - 2.9
Ni
3.0 - 38
7.0 - 34
Pb
7 - 225
2.0 - 27
V
2- 1600


 (Alloway, 1995)
Persoalan yang muncul akaibat akumulasi logam berat yang terjadi di tanah antara lain;
1.      Masuknya logam berat ke tanah dapat mepengaruhi seluruh kehidupan pada tanah yang merupakan factor penentu produktivitas tanah. Dengan matinya mikrobia dalam tanah atau makhluk hidup yang ada ditanah akan ikut mempengaruhi sifattanh terutama sifat biologi.
2.      Masuknya logam berat tanah juga menyebabkan penurunnan kualitas sifat kimia tanah. Karena unsur hara yang ada di dalam tanah tidak tersedia bagi tanaman dan menghambat penyerapan unsur hara.
3.      Dengan menurunnya produktifitas tanah maka hasil panen tanaman akan menurun baik kualiatas maupun kuantiatas (Notohadiprawiro, 1991).
Solusi untuk menanggulangi pencemaran logam berat yang terjadi di lahan pertanian dapat di bagi menjadi  tiga yaitu, penaggulangan logam berat secara fisik, kimia dan biologi.
Tanah sawah yang telah tercemar logam beratdapat ditanggulangi secara fisik melalui pencucian dan penggunaan bahan organik (Sukmana, at el, 1986). Prinsip dari metode ini adalah dengan penghilangan logam berat dengan pencucian atau dengan membuat logam berat itu tidak aktif dengan bahan organik. Pencucian dilakukan dengan memasukkan air irigasi yang tidak tercemar logam berat ke tanah yang sedang diolah, kemudian membuang air tersebut melalui saluran drinase.
Selain penanggulangan pencemaran logam berat secara fisik ada juga penanggulangan pencemaran logam berat secara kimia. Ada dua metode yang dapat digunakan dalam penaggulangan secara kimia ini, yaitu dengan  metode pengapuran.
Cara kimia yang bisa digunakan adalah dengan metode pengapuran. Sebagian dari unsure logam berat terutama Pb dapat larut ditanah atau tersedia bagi tanaman dalam keadaan tanah masam, sehingga dapat menyebabkan tanaman menyerap Pb secara berlebihan dan bersifat racun bagi tanaman itu sendiri. Dengan pengapuran tanah tidak akan terlalu masam sehingga logam berat seperti Pb tidak akan berada ditanah dalam bentuk tersedia bagi tanaman (Tan, 1991). Dalam keadaan basa terjadi penambahan muatan negatif jadi, peningkatan pH tanah umumnya akan meningkatkan muatan negatif sehingga kemapuan koloid tanah dalam menjerap kation akan meningkat (Priyono, 2005).
Selain cara kima dan fisik ada pula cara biologi yang dapat digunakan sebagai alternative cara penaggulangan pencemaran logam berat di tanah. Penanggulangan pencemaran logam berat secara biologi di bagi dua yaitu metode  Fitoremediasi ( menggunakan tumbuhan untuk menyerap logam berat) dan metode Bioremediasi (menggunakan mikrobia).
Metode Fitoremediasi dapat dilakukan dengan memanfaatkan tumbuhan yang dapat menyerap logam berat di tanah. Salah satu tumbuhan yang dapat menyerap logam berat adalah Eceng Gondok (Eichormia crassipes). Walaupun dalam petanian Eceng Gondok dikenal sebagi gulma namun tumbuhan ini dapat menyerap logam berat dan resisten terhadap toksisitas logam berat tersebut. Tumbuhan eceng gondok yang hidup di atas air dapat menyerap logam berat Pb  sebanyak 5,167 ppm atau 96,4 % dan logam berat Fe turun sebanyak 3,177 ppm atau 65,45 % dalam kurun waktu tujuh hari (Hasim, 2005).
Metode terakhir yang dapat digunakan dalam menaggulangi pencemaran logam berat di tanah adalah dengan metode Bioremediasi. Metode Bioremediasi memanfaatkan mikrobia sebagai perantara reaksi kimia dan proses fisika yang berlangsung secara metabolic. Proses ini mengubahn bahan kimia yang mengandung logam berat dalam danah menjadi tidak berbahaya (Sklandany dan Metting, 1993). Mikroorganisme merupakan bioremediatorn yang ampuh untuk memindahkan atau menghilangkan logam-logam berat melalui mekanisme serapan ( transport) aktif maupun pasif (Volesky dan Holand,1995). Keberhasilan dari cara ini ditentukan oleh beberapa factor, antara lain;
1.      Heterogenitas unsur  pencemar,
2.      Kesentrasi senyawa yang mengandung logam berat,
3.      Toksisitas logam berat tersebut dan
4.      Kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan mikrobia (Simp et al, 1990).
Adapun bakteri yang bisa digunakan untuk metode ini adalah bakteri Pseidomonas yang dapat mengguanakan senyawa yang mengandung logam berat tersebut sebagai makanannya melalui mekanisme oksidasireduksi. Bakteri lain yang dapat digunakan antara lain Bacillus, Thiobacillus dan bakteri penambat N.

BAB III
PEMBAHASAN
Dari tinjauan pustaka di atas telah di jelaskan beberapa metode penanggulangan logam berat di tanah pertanian. Mulai dari penanggulangan secara fisik dengan penggunaan bahan organik dan pencucian. Penanggulangan secara kimia dengan menggunakan metode pengapuran serta penanggulang secara biologi dengan menggunakan metode fitoremediasi dan bio remediasi.
Penanggulangan  pencemaran logam berat dengan menggunakan bahan organik dapat membuat logam berat yang ada di tanah menjadi tidak tersedia bagi tanaman sehingga tidak berbahaya. Penggunaan bahan organik tentu tidak berbahaya bagi tanaman karena tidak akan merusak sifat-sifat tanah bahkan akan membuat sifat-sifat tanah tersebut menjadi lebih baik. Namun kekurangan dari cara ini adalah diperlukan jumlah bahan organik yang cukup banyak untuk bisa mengatasi masalah pencemaran logam berat ini. Ditambah lagi bahan organik tidak selalu cepat tersedia dan tidak bisa langsung bisa di aplikasikan di lahan pertanian. Hal ini karena bahan organik harus memiliki C/N rasio yang rendah agar bisa diaplikasikan di tanah dengan aman.
Penanggulangan pencemaran logam berat dengan cara pencucian pada prinsipnya melarutkan unsur-unsur logam berat dengan air dan membawanya keluar dari lahan tersebut melalui saluran drainase. Cara ini dilakukan dengan menggenangi lahan yang tercemar logam berat dengan air dari saluran irigasi yang tidak terkontaminasi logam berat. Setelah tergenang maka unsure logam berat tersebutr akan terlarut dengan  air sehingga dapt di keluarkan dari lahan yang tercemar tersebut melalui saluran drainase. Tetapi  cara ini tidak menyesaikan masalah secara tuntas. Cara ini hanya memindahkan lokasi pencemaran logam berat tersebut dari satu tempat ketempat lain. Air sisa penggenangn yang mengandung logam berat akan mencemari tempat lain. Sehingga cara ini tidak akan efektif bila air sisa penggenangan tidak di berikan perlakuan khusus agar tidak mencemari tempat lain. Kendala lain yang akan dihadapi apabila menggunakan cara ini adalah sulitnya mencari sumber air yang benar-benar bersih dari unsur pencemar ( logam berat).
Cara penanggulang lain yang dapat dilakukan untuk menanggulangi pencemaran logam berat di tanah pertanian adalah pengapuran. Cara ini cukup efektif untuk menanggulangi pencemaran logam berat di tanah terutama untuk unsur logam berat Pb. Pb di dalam tanah hanya tersedia bila kondisi tanah tersebut masam. Kalsium yang ada pada kapur yang bereaksi dengan air akan menghasilkan ion hodroksil yang akan mengimbangi keberadan (kosentrasi) ion hydrogen pada tanh masam sehingga kondis tanah tidak lagi terlalu masam. Kondisi ini menyebabkan kemampuan koloid tanah dalam  menjerap kation meningkat. Ketika kondisi ini terwujut Pb tidak lagi tersedia bagi tanaman dan tidak akan bersifat racun bagi tanaman. Cara ini memang efektif untuk menanggulangi pencemaran logam berat Pb namun masih belum terbukti secara efektif bisa menanggulagi pencemaran logam berat lain.
Metode Bioremediasi dilakukan dengan memanfaatkan mikrobia sebagai perantara proses fisika dan reaksi kimia yang berlangsung secara metabolic. Bakteri yang dapat digunakan untuk metode ini antara lain bakteri Pseidomonas, Bacillus, Thiobacillusdan bakteri penambat N. Namun apabila unsur logam berat terlalu heterogen maka tidak semua unsure tersebut dapat diolah oleh mikrobia tersebut.  Apabila konsentrasi logam berat terlalu tinggi mikrobia juga tidak bisa mengolahnya menjadi makanannya bahkan akan bersifat racun bagi mikrobia itu sendiri. Selain itu bakteri-bakteri yang dapat digunakan untuk menanggulangi pencemaran logam berat tersebut sebagiannya adalah bakteri penyebab penyakit bagi tanaman.
Metode terakhir yang bisa ditawarkan dalam tulisan ini adalah metode fitoremediasi. Metode fitoremediasi adalah pemanfaatan tumbuhan. Tumbuhan tertentu yang dapat menyerap logam berat dan tahan terhadap sifat racun dari logam berat tersebut. Salah satu tumbuhan  yang dapat digunakan dalam metode ini adalah tumbuhan Eceng Gondok (Eichomia crassipes). Tumbuhan eceng gondok yang hidup di atas air dapat menyerap logam berat Pb  sebanyak 5,167 ppm atau 96,4 % dan logam berat Fe turun sebanyak 3,177 ppm atau 65,45 % dalam kurun waktu tujuh hari. Cara ini dapat diaplikasikan di sumber atau saluran irigasi yang tercemar logam berat sehingga air tersebut dapat digunakan untuk proses pencucian lahan yang telah tercemar dan di apliksikan juga di saluran drainasi sehingga logam berat hasil pencucian tadi tidak mencemari tempat lain.
Cara penanggulangan secara fisika dengan panggenagan tidak terlalu efektif  karena sulit untuk mencari sumber air irigasi yang bersih dari logam berat dan sisa logam berat yang ada di tanah yang di genangi tersebut akan mencemari tempat lain jika tidak ada perlakuan khusus yang bisa mengurangi konsentrasi logam berat yang ada di air sisa penggenangan. cara pengapuran belum terbukti bisa mengatasi pencemaran logam berat selain Pb jadi belum efektif di gunakan untuk tanah yang terkontaminasi jenis logam berat yang  cukup banyak dan bervariasi.
Penanggulangan dengan mikrobia (bioremediasi) membutuhkan pertimbangan yang panjang untuk memilih jenis mikrobia yang akan digunakan. Selain karena sulit mencari jenis mikrobia yan g benar-benar tahan terhadap sifat racun logam berat sebagian dari jenis mikrobia yang bisa di gunakan merupakan mikrobia penyebab penyakit tanaman. Sehingga tidak efektif jika harus diaplikasikan di lahan pertanian. Cara fitoremediasi adalah  cara yang paling efektif untuk menyerap logam berat yang ada di air sehingga tidak ada lagi akumulasi logam berat yang dapat menambah pencemaran logam berat yang jenis unsurnya sanagt banyak.
Dari metode- metode di atas ada dua cara yang dapat digunakan dalam waktu yang bersamaan dan dapat menutupi kekurangan dari tiap metode tersebut satu sama lain. Kedua cara tersebut adalah metode fitoremediasi dengan eceng gondok dan metode pencucian. Cara ini relatif  mudah dan cukup efektif dalam menanggulangi unsur logam berat. Cara ini hanya memerlukan kontrol populasi eceng gondok secra rutin agar tidak tibul sedimen.


BAB IV
KESIMPULAN

Yang dapat disimpulkan dari tulisan ini adalah:

1.      Cara yang paling efektif dalam menanggulangi pencemaran logam berat di lahan pertanian adalah metode fitoremediasi yang bisa di aplikasikan dengan tanaman eceng gondok.
2.      Apabila metode penggenangan dan fitoremediasi di aplikasikan secara bersamaan maka akan menjadi jaln keluar yang paling baik untuk bisa mengatasi kekurangan dari setiap metode tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Alloway, B. J.1990.Heavy Metal in Soil.Jhon Willey and Sons Inc.New York.
American Geological Institute.1976.Dictionary Of Geological Term.Resived Edition.Anchor Books.New York.
Chrlena.2004.Pencemaran Logam Berat Pb Dan Cd Pada Sayur-Sayuran.IPB.Bogor.
Hasim.2005.Eceng Gondok Pembersih Polutan Logam Berat.Kompas.Jakarta.
Kurnia, U. dkk.2003.Strategi Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran Lingkungan.Badan Penelitian dan Pengambangan Pertanian.Bogor.
Notohadiprawiro, T. dkk.1991.Nilai Pupuk Sari Kering Limbah Kawasan Industry Dan Dampak Penggunaan Sebagai Pupuk Atas Lingkungan.Ilmu Pertanian.
Priyono, joko.2006.Kimia Tanah. Mataram university press.mataram.
Simp, J.L, R.C Sims, and J.E. Metthew.1990.Approach To Bioremediation Of Contaminated Soil Hazard.Waste Hazard Mater.
Sklandany. GJ dan FB Metting.1993.Bioremediation of Contaminated Soil.Marce Dekker Inc.NY.
Soemarwoto, O.1991.Indonesia Dalam Kancah Isu Lingkungan Global.P.T. Gramedia Pustaka Utama.Jakarta.
Sukmana et al.1986.Laporan Penelitian Mengatasi Keracunan Limbah Pengeboran Minyak.Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.
Tan. K H.1991.Dasar-Dasar Kimia. Tanah.Gadjah Mada University.Yogyakarta.
Voleslay, B. and Z. R. Holand.1995.Biotechnol.Prog II. In Biotechnology Latter.






Tidak ada komentar:

Poskan Komentar