Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume Volume VI , Nomor 2
Fitoremediasi Radioisotop I-131 pada Tanaman Kangkung Ceiga Nuzulia Sofyaningtyas Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir – BATAN
[email protected]
ABSTRAK Limbah instalasi nuklir yang mengandung zat radioaktif yang dibuang ke lingkungan dapat mencemari tanah dan air. Apabila radioaktivitasnya melebihi ambang batas yang diijinkan atau melebihi radioaktivitas lingkungan maka harus dilakukan reduksi zat radioaktif ini dengan metode fitoremediasi, yaitu penggunaan tumbuhan untuk menyerap atau memindahkan senyawa radioaktif di lingkungan. Telah dilakukan percobaan fitoremediasi skala laboratorium dengan media tanaman kangkung untuk mengurangi keberadaan radioisotop I-131 dengan variasi konsentrasi radioisotop yaitu 1 ml, 2 ml, 4 ml, dan 6 ml dalam 40 ml aquadest. Hasil percobaan diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi pula radioisotop yag dipindahkan ke dalam tanaman. Adsorpsi dilakukan oleh akar selanjutnya didistribusikan ke seluruh bagian tumbuhan yang lain melalui sistem pengangkutan tanaman. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai k yang bernilai negatif yaitu -0,0887, hal ini disebabkan radioisotop yang diguanakn telah meluruh lebih dari waktu paruhnya. Keyword: fitoremediasi,limbah radioaktif, kangkung
PENDAHULUAN Pencemaran lingkungan oleh senyawa-senyawa kimia dari limbah industri di berbagai bidang kini semakin banyak. Salah satunya adalah industri nuklira yang menimbulkan limbah radioaktif yang dapat mencemari lingkungan terutama menimbulkan pencemaran tanah. Limbah radioaktif yang ada di lingkungan akan menjadi berbahaya jika aktivitasnya melebihi radiasi lingkungan. Salah satu cara untuk mengurangi dampak negatif limbah radioaktif di lingkungan adalah dengan fitoremediasi.
ganik. Beberapa jenis tumbuhan air mampu bekerja se bagai agens fitoremediasi, seperti azolla,ki azolla,kiamb ambang, kang angkung air, eceng gondok serta tumbuhan mangrove.Dalam percobaan kali ini, fitoremdiasi digunakan untuk mengurangi radioaktivitas isotop I-131 dengan menggunakan tanaman kangkung.
JENIS-JENIS FITOREMEDIASI Fitoremediasi dapat dibagi menjadi fitoekstraksi, fitostabilisasi, fitotransformasi, fitostimulasi, fitovolatilisasi, dan rizofiltrasi.
PENGERTIAN FITOREMEDIASI
Fitoekstraksi
Istilah fitoremediasi berasal dari kata Inggris phytoremediation; kata ini sendiri tersusun atas dua bagian kata, yaitu phyto yang berasal dari kata Yunani phyton (= "tumbuhan") dan remediation yanmg berasal dari kata Latin remedium ( ="menyembuhkan", dalam hal ini berarti juga "menyelesaikan masalah dengan cara memperbaiki kesalahan atau kekurangan") (Anonimous, 1999b). Dengan demikian fitoremediasi dapat didefinisikan sebagai: penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan, atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa o rganik maupun anor-
Fitoekstraksi mencakup penyerapan kontaminan oleh akar tumbuhan dan translokasi atau akumulasi senyawa itu ke bagian tumbuhan seperti akar, batang dan daun. Proses ini juga disebut dengan fitoakumulasi.
* Corresponding author. Tel/Fax: +62-city code-number Email address:
[email protected]
Ceiga Nuzulia Sofyaningtyas
Fitostabilisasi Adalah fenomena diproduksinya senyawa kimia tertentu untuk mengimobilisasi kontaminan di daerah rizosfer. Penempelan zat-zat contaminan tertentu pada akar yang
Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume VI , Nomor 2
tidak mungkin terserap kedalam batang tumbuhan. Zatzat tersebut menempel erat (stabil ) pada akar sehingga tidak akan terbawa oleh aliran air dalam media.
•
•
Fitotransformasi Fitoremediasi mirip dengan fitodegradasi yaitu proses yang dilakukan tumbuhan untuk menguraikan zat kontaminan yang mempunyai rantai molekul yang kompleks menjadi bahan yang tidak berbahaya dengan dengan susunan molekul yang lebih sederhan yang dapat berguna bagi pertumbuhan tumbuhan itu sendiri. Proses ini dapat berlangsung pada daun , batang, akar atau diluar sekitar akar dengan bantuan enzym yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu sendiri. Beberapa tumbuhan mengeluarkan enzym berupa bahan kimia yang mempercepat proses proses degradasi.
Vetiver grass (Vetiveria zizonaides), akar wangi : mendegradasi Pb, Zn Kangkung air, teratai, eceng gondok : menyerap/mengakumulasi logam berat pada semua jaringan.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN FITOREMEDIASI Kelebihan Fitoremediasi •
•
Biaya murah karena memanfaatkan cahaya matahari Mudah diterima oleh masyarakat
Kekurangan Fitoremediasi Fitostimulasi Fitostimulasi yaitu peningkatan aktivitas mikroba yang terdapat dalam tanah untuk mendegradasi kontaminan.
•
Terbatas pada air dan tanah
•
Cara kerjanya lambat
•
Fitovolatilisasi Yaitu proses menarik dan transpirasi zat contaminan oleh tumbuhan dalam bentuk yang telah larutan terurai sebagai bahan yang tidak berbahaya lagi untuk selanjutnya di uapkan ke admosfir. Beberapa tumbuhan dapat menguapkan air 200 sampai dengan 1000 liter perhari untuk setiap batang.
Rizofiltrasi Rizofiltrasi merupakan pemanfaatan kemampuan akar tumbuhan untuk menyerap, mengendapkan dan mengakumulasi logam dari aliran limbah. Percobaan untuk proses ini dilakukan dengan menanan bunga matahari pada kolam mengandung radio aktif untuk suatu test di Chernobyl, Ukraina
•
Dapat meracuni tanaman dan berpotensi masuk ke makanan Racun sulit diketahui jenisnya
TATA KERJA ALAT DAN BAHAN Alat yang digunakan dalam praktikum fitoremediasi ini antara lain labu takar, syringe, mikropipet, gelas beker, corong gelas, erlenmeyer, kertas saring, kaca arloji, plat aluminium, neraca analitik, dan detektor Geiger-Muller. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain tanaman kangkung, tanah, radioisotop I, larutan NaI, larutan AgNO 3, dan aquades.
JENIS TANAMAN FITOREMEDIASI
LANGKAH KERJA
Jenis tanaman yang dapat digunakan untuk media fitoremediasi antara lain :
Radioisotop I-131 diambil dari dalam wadah dengan menggunakan syringe dan dilarutkan dengan larutan NaI. Larutan ini diencerkan dengan aquadest hingga 100ml. larutan yang telah diencerkan selanjutnya dimasukkan ke dalam tanaman kangkung yang ditanam dalam tanah. Digunakan variasi konsentrasi radioisotop untuk masing-masing tanaman, yaitu 1ml, 2 ml, 4 ml, dan 6 ml radioisotop dan diencerkan lagi dalam 40 ml aquadest. Dibuat pula radioisotop standar dengan mereaksikan18 ml radioisotop dengan larutan AgNO 3 sehingga terbentuk endapan AgI dan disaring
•
•
•
Bunga matahari/ Heliantus anuus : mendegradasi Uranium Populas trichocarpa, P.deltaritas Famili sacnaceae : mendegradasi TCE (Trichloroethylene) Najar graminae (tumbuhan air) : menyerap Co, Pb,Ni
Author(s) nama et al (Arial 9 pt)
2
Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume VI , Nomor 2
menggunakan kertas saring. Semua sampel tanaman dan endapan standar disimpan selama kurang lebih 24 jam. Setelah didiamkan kurang lebih 24 jam, semua sampel dan standar dicacah menggunakan detektor GM dan ditimbang massa masing-masing bagian tanaman (akar, batang, dan daun) menggunakan neraca analitik. Terlebih dahulu diukur cacah background dengan detektor GM pada HV 800volt dan waktu pencacahan 60 detik.
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil percobaan dilakukan pengolahan data kemudian dibuat grafik Ce vs qe dan diperoleh kurva yang mendekati kurva metode Langmuir. Setelah dibuat kurva Langmuir, diperoleh nilai k yaitu -0,0887. Nilai k yang negatif ini menyimpang dari teori. Hal ini dapat disebabkan karena radioisotop yang digunakan telah meluruh lebih dari waktu paruhnya. Selain itu juga dapat disebabkan karena endapan standar kadarnya tidak sama dengan yang digunakan untuk sampel tanaman. Dari hasil percobaan diketahui bahwa adsorpsi radioisotop tertinggi terlatak pada bagian akar. hal ini disebabkan karena akar merupakan bagian tanaman yang mengalami kontak langsung dengan radioisotop yang terdapat dalam tanah dan memang sesuai fungsi akar pada umumnya adalah untuk penyerapan mineral dari dalam tanah dan mendistribusikannya ke seluruh bagian tanaman yang lain seperti batang dan daun. Dan dari hasil perhitungan juga diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi radioisotop yang terdapat dalam tanah, semakin tinggi pula yang dapat diserap oleh tanaman. Hal ini membuktikan bahwa tanaman kangkung dapat digunakan sebagai media fitoremediasi untuk mengurangi pencemaran tanah dan air akibat limbah radioaktif hasil proses instalasi nuklir.
Flava (L.) Buch.) Dalam Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Damayanti. Cori, Fitoremediasi Pada Tanaman Eceng Gondok ( Eichhornia Crassipes) Dan Isolasi Bakteridalam Media Limbah Yang Berbeda, (http://www.scribd.com/doc/95565571/FitoremediasiPada-Tanaman-Eceng-Gondok , diakses pada tanggal 29 Juni 2012) Priyanto, Budhi dan Joko Prayitno, Fitoremediasi seba gai Sebuah Teknologi Pemulihan Pencemaran, Khususnya Logam Berat , (http://ltl.bppt.tripod.com/sublab/lflora1.htm, diakses pada 29 Juni 2012)
KESIMPULAN Fitoremediasi merupakan teknik yang bertujuan untuk mengurangi radioaktiitas lingkungan dengan menggunakan prinsip adsorpsi oleh akar tanaman untuk selanjutnya didistribusikan ke bagian tanaman yang lain. Pada percobaan kali ini diperoleh nilai k yang menyimpang dari teori yaitu -0,0887 dikarenakan radioisotop yang digunakan telah meluruh lebih dari waktu paruhnya.
DAFTAR PUSTAKA Anonim, Fitoremediasi Upaya Mengolah Air Limbah Dengan Media Tanaman, Bali, 2002 Avlenda. (Ipomoea
Eza, Penggunaan Tanaman Kangkung Aquatica Forsk.) Dan Genjer (Limnocharis
Author(s) nama et al (Arial 9 pt)
3
Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume VI , Nomor 2
LAMPIRAN Data Percobaan
56
84
155
90
65
Daun
64
68
108
129
72
atas
69
65
107
134
67
Daun
51
91
387
81
71
bawah
68
90
345
82
68
A. Massa Masing-Masing Bagian Tanaman Kangkung
Bagian
Massa ( gram )
tanaman
Akar
1
2
4
6
0,0097 0,0214 0,0529 0,1234
Batang
0,0161
0,0219
0,0377
0,0491
Daun
0,0286
0,0349
0,038
0,0303
atas Daun
Background
Cacah 64
62
64
Keterangan ; 1 ( 1 ml zat radioaktif dalam 40 0,0118
0,0557
0,0508
0,0346
ml aquadest )
bawah Perhitungan
B. HASIL CACAH
Menentukan aktivitas spesifik dari standar
Waktu cacah
: 60 detik
HV
: 800
Massa endapan (AgI)
10,286
–
( 0,9984
+
9,2222) gram
Tanggal pencacahan : 15 Mei
= 0,0654 gram
2012 Jam mulai pencacahan : 08.30
=
Massa ion I dalam endapan
=
Tanggal pemasukkan zat radioaktif : 14 Mei 2012 jam 10.00 Bagian tanaman
=
Cacah 1
2
4
6
zat radioaktif Akar
99 100
Batang
58
122 145 87
192 365 205 164
370 81
= 0,0358 gram
Tanpa
Cacah latar detik)
= 1,09 cps
66 64 64
= (62 + 69 cacah)/(2x60
Untuk volume sampel 18 ml: Cacah standar cah)/(2x60 s)
= (92440 + 92199 ca= 1538,658 cps
Author(s) nama et al (Arial 9 pt)
4
Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume VI , Nomor 2
Cacah netto
= 1538,658 – 1,09 cps = 1537,568 cps
Massa ion I pada akar = Cacah/Aktivitas spesifik
Aktivitas spesifik (As)= Cacah / massa = 1537,568 / 0,0358 = 42948,827 cps/gr Konsentrasi standar
= massa / volum = 0,0358 gr/18 ml = 0,00199 gr/ml
= 0,575 cps/42948,827 cps/gr = 1,34 x 10 -5 gram Konsentrasi I pada batang -
Menentukan berat I dalam adsorbed (batang) Cacah pada batang= (58 + 56 cacah)/(2x60 s) = 0,95 cps
= 1990 mg/L
Cacah background batang= (64 +
Bisa digunakan cacah karena pencacahan standar dan sampel dilakukan pada detector yang sama, sehingga effisiensinya dianggap sama.
65cacah)/(2x60 s) = 1,075 cps Cacah netto
= 0,95 – 1,075 cps = -0,125 cps
Untuk konsentrasi standar 1 ml dalam 40 ml aquadest:
= 0 cps -
Massa I pada batang = Cacah/Aktivitas spesifik
Menentukan konsentrasi ion Iodium yang teradsorbsi dalam bagian tanaman (akar) - Untuk data 1, konsentrasi standar 1 ml dalam 40 ml aquadest
= 0 cps/42948,827 cps/gr = 0 gram = 0 mg
-
Konsentrasi I pada akar
Massa ion I dalam sampel
-
=
Konsentrasi I padadaun -
Menentukan berat I dalam adsorbed (daun)
= (1 ml/18 ml) x 0,0358 gram = 0,00199 gram = 1,99 mg Cacah pada akar= (99 + 100 cacah)/(2x60 s) = 1,658 cps Cacah background akar= (66 + 64 cacah)/(2x60 s) = 1,083 cps Cacah netto = 1,658 – 1,083 cps = 0,575 cps
Author(s) nama et al (Arial 9 pt)
Cacah pada daun
= (64 + 69 + 51 +
68 cacah)/(4x60 s) = 1,050 cps Cacah background daun
= (72 + 67
+ 71 + 68 cacah)/(4x60 s) = 1,158 cps Cacah netto
= 1,050 – 1,158 cps = -0,108 cps = 0 cps
5
Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume VI , Nomor 2
-
Massa I pada daun
= Cacah/Aktivitas
spesifik = 0 cps/42948,827 cps/gr = 0 gram = 0 mg
Volum sampel
= 1 ml + 40 ml = 41 ml = 0,041 L Massa ion I dalam kesetimbangan= 1,99 mg – (0,0134 + 0 + 0) mg = 1,9766 mg
Berdasarkan grafik, didapat bahwa grafik mengikuti trend dari Langmuir, maka dibuat grafik Langmuir hubungan antara Ce dan Ce/qe:
Konsentrasi ion I dalam kesetimbangan (Ce) = massa/volum = 1,9766 mg/0,041 L = 48,209 mg/L
Menentukan perbandingan adsorbent dan adsorbed (qe) Madsorbent (akar)= m akar tertimbang – m adsorbed
Berdasarkan grafik Langmuir, di dapat persamaan: y = 1,0791x – 12,165 dengan: intersep
=
slop
=
= 9,7 x 10 -3 gr – 1,34 x 10 -5 gr = 0,0096866 gram
Maka:
Harga (qe) = massa adsorbed (mg)/massa adsorbent (gr) = (1,34 x 10 -2 mg)/(0,0096866 gr)
= 1,0791 Qoa
= 1,38
= 1/1,0791 = 0,9267
Mencari harga K :
= - 12,165 Dengan cara yang sama, didapat: Selanjutnya dibuat grafik hubungan antara Ce dan qe:
Author(s) nama et al (Arial 9 pt)
= - 12,165
6
Jurnal Forum Nuklir, 2012, Volume VI , Nomor 2
K
= = - 0,0887
Author(s) nama et al (Arial 9 pt)
7
