Sanitasi Lingkungan Berbasis Fitoremediasi
Istilah fitoremediasi dapat didefinisikan sebagai: penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan, atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organik maupun anorganik. Fitoremediasi merupakan teknologi hijau yang baru berkembang pada awal tahun 1990, hal ini ditandai dengan keberhasilan meremediasi dan proses pungut ulang zat radioaktif Cs, Sr, dan U dari daerah tercemar di Chernobil dengan menggunakan tumbuhan Heliantus Annus (bunga matahari) (Brett H. Robinson, 2000). Fitoremediasi dapat dibagi menjadi fitoekstraksi, rizofiltrasi, fitodegradasi, fitostabilisasi, fitovolatilisasi. Rizofiltrasi yaitu fitoremediasi terjadi karena proses adsorpsi, pemekatan dan pengakumulasian polutan di daerah akar tanaman.
- Fitoekstraksi yaitu proses ekstraksi dan akumulasi polutan dari lapisan tipis tanaman yang dapat dipanen untuk mendapatkan kembali (pungut ulang) polutan yang bernilai ekonomis.
- Fitotransformasi atau Fitodegradasi yaitu proses remediasi polutan yang disebabkan terjadinya perubahan molekul organic yang kompleks menjadi molekul sederhana. Proses ini melibatkan metabolisme kontaminan di dalam jaringan tumbuhan, misalnya oleh enzim dehalogenase dan oksigenase
- Fitostimulasi atau simbiosis tanaman dengan mikrobial (plant-assisted bioremediation) yaitu proses remediasi polutan yang disebabkan oleh adanya aktifitas mikroba pada daerah akar yang bekerja secara bersama sinergis.
- Fitostabilisasi yaitu proses remediasi dikarenakan adanya penurunan mobilitas polutan melalui pembentukan senyawa yang lebih kompleks namun mudah untuk diadsorpsi oleh tumbuhan di daerah rizosfer.
- Fitovolatilisasi terjadi ketika tumbuhan menyerap kontaminan dan melepasnya ke udara lewat daun; dapat pula senyawa kontaminan mengalami degradasi sebelum dilepas lewat daun.
Metode ini banyak dikembangkan dan dipilih untuk meremediasi dan memungut ulang polutan dari sistem tercemar karena mempunyai kelebihan diantaranya, ramah lingkungan, biaya operasional yang rendah dan dapat memelihara kualitas lingkungan menjadi lebih baik, sampai kini telah ada lebih dari 400 jenis tanaman yang dipelajari kemampuan mengakumulasi polutan logam dan senyawa organik (Marmioli dkk, 2000, Ball Ram Sing, 2000, Reinfelder,2000; EPA, 1998; Volesky, 1998, Claus Reuihet, 2000).
Waste Water Garden (WWG) merupakan aplikasi sederhana dari teknologi hijau fitoremediasi yang baru berkembang pada awal tahun 1990. Teknologi WWG ini sifatnya sangat sederhana, murah dan dapat meremediasi polutan dari system perairan yang tercemar. Kelebihan lain dari WWG adalah adanya peningkatan estetika lingkungan sehingga tercipta lingkungan yang lebih asri dan bersih. Tingkat efektivitas teknologi WWG dalam meningkatkan kualitas air limbah domestik, dapat dilihat dari data hasil pilot proyek di Perumahanan Birdwood Downs, Derby Australia Barat pada tahun 2000-2001 (Tredwell R.: 2002), yang memperlihatkan tingkat efektivitas penurunan kadar dari indikator pencemaran seperti: padatan terlarut, BOD, total Posfor, total Nitrogen dan jumlah bakteri coli yang sangat besar.
Kondisi diatas menunjukkan kemampuan WWG dalam menghasilkan luaran air limbah menjadi air yang layak buang ke lingkungan sehingga mengurangi pencemaran dalam sistem badan air. Untuk membuat sistem pengolahan air limbah WWG yang bersifat ecofriendly ini sangatlah mudah. Langkah pertama dari sistem ini adalah menyiapkan suatu tempat (kolam/tangki) yang bersifat kedap air yang diisi dengan media tanam berupa pasir dan batuan kerikil. Penyimpanan tempat ini akan lebih efektif pada daerah dengan intensitas sinar matahari yang cukup dan disesuaikan dengan jenis tanaman yang akan dijadikan media pengolahan air limbah. Dengan adanya daerah yang bersifat aerobik dan anaerobic memungkinkan berkembangnya berbagai jenis organisme : bakteri, protozoa, alga, dan jamur yang jumlahnya bisa mencapai 10 - 100 juta organisme per gram media tanam. Organisme ini akan menggunakan zat-zat yang terkandung dalam air limbah sebagai nutrient pertumbuhan organisme.
Dengan berkembangnya tanaman dalam sistem ini akan terjadi sinergis antara tanaman dengan mikroorganisme dalam menjerap, menguraikan polutan. WWG ini didasarkan pada sistem aliran gravitasi, maka penempatan kolam atau tangki harus disesuaikan berdasarkan perbedaan ketinggian dengan sumber air limbah. Ketinggian air limbah yang masuk ke dalam kolam atau tangki tidak boleh melewati batas ketinggian media tanam, hal ini dapat di atur dengan membuat kotak kontrol yang mengatur jumlah air yang ada di dalam kolam. Dengan pengaturan ini menjaga terjadinya polusi bau dari air limbah, dan berkembangnya nyamuk dan lalat sebagai vektor berbagai penyakit.
Terdapat beberapa tujuan yang ingin dicapai dari kegiatan ini, yaitu :
- Terciptanya sistem sanitasi (pembuangan air limbah rumah tangga) yang lebih baik, didasarkan pada pemanfaatan kemampuan tumbuhan lokal dengan tidak meninggalkan nilai estetika lingkungan
- Meningkatkan kualitas air limbah yang terolah secara WWG/fitoremediasi yang ditandai dengan menurunnya kandungan kadar polutan.
Proses remediasi dapat terjadi karena adanya kontak antara air limbah dengan sistem perakaran tumbuhan. Ketinggian air dijaga tidak melebihi batas atas media pasir yang dijaga dengan bantuan suatu bak kontrol. Kondisi ini dapat mencegah terjadinya bau dari limbah dan berkembang biaknya vektor pembawa penyakit yaitu lalat dan nyamuk. Keberhasilan dari WWG ini didasarkan pada hasil analisis kualitas air baik segi farameter sifat fisik dan kimianya. Sedangkan keberlanjutan dan terpeliharanya WWG didasarkan pada pertumbuhan tanaman yang ada dalam sistem WWG tersebut.
Secara kimiawi proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem WWG ini belum memberikan hasil yang optimal. Hal ini dikarenakan belum tumbuh maksimal tanaman yang ada dalam sistem WWG, sehingga pertumbuhan perakaran belum dapat menjangkau keseluruhan air limbah yang masuk ke dalam sistem WWG. Dalam kurun waktu 2 bulan masa pertumbuhan tanaman diperkirakan masih dalam tahap adaptasi sehingga proses fitoremediasi belum berlangsung dengan baik. Namun demikian terdapat beberapa catatan dari hasil analisis kimia yaitu menurunnya kadar kesadahan dan konsentrasi bakteri dalam air yang menunjukkan telah terjadinya proses akumulasi garam kalsium oleh tanaman dan peningkatan kualitas air dilihat dari segi biodata yang tumbuh dalam sistem air hasil olahan WWG.
