FITOREMEDIASI UPAYA MENGOLAH AIR LIMBAH DENGAN MEDIA TANAMAN

fitoremediasi_rawa_buatan       fitoremediasi_2

Konsep mengolah air limbah dengan menggunakan media tanaman atau lebih populer disebut “fitoremediasi” telah lama dikenal oleh manusia, bahkan digunakan juga untuk mengolah limbah berbahaya (B3) atau untuk limbah radioaktif.  Beberapa majalah dan jurnal ilmiah di beberapa negara telah pula membahas dengan detail bagaimana proses remediasi ini dapat menolong manusia untuk memecahkan problem lingkungannya. Phyto asal kata Yunani/greek phyton yang berarti tumbuhan/tanaman (plant), remediation asal kata Latin remediare (to remedy) yaitu memperbaiki/ menyembuhkan  atau membersihkan sesuatu. Jadi fitoremediasi (phytoremediation) merupakan suatu sistim dimana tanaman tertentu yang bekerjasama dengan micro-organisme dalam media (tanah, koral dan air) dapat mengubah zat kontaminan (pencemar/polutan) menjadi kurang atau tidak berbahaya bahkan menjadi bahan yang berguna secara ekonomi.

Proses dalam sistim ini berlangsung secara alami dengan enam tahap proses secara serial yang dilakukan tumbuhan terhadap zat kontaminan/ pencemar yang berada disekitarnya

  1. Phytoacumulation (phytoextraction) yaitu proses tumbuhan menarik zat kontaminan dari media sehingga berakumulasi disekitar akar tumbuhan, proses ini disebut juga Hyperacumulation
  2. Rhizofiltration (rhizo= akar) adalah proses adsorpsi atau pengendapan zatoleh akar untuk menempel pada akar. Proses ini telah dibuktikan dengan percobaan menanam bunga matahari pada kolam mengandung zat radio aktif di Chernobyl Ukraina.
  3. Phytostabilization yaitu penempelan zat-zat contaminan tertentu pada akar yang tidak mungkin terserap kedalam batang tumbuhan. Zat-zat tersebut menempel erat (stabil ) pada akar sehingga tidak akan terbawa oleh aliran air dalam media.
  4. Rhyzodegradetion disebut juga enhenced rhezosphere biodegradation, or plented-assisted bioremidiation degradation, yaitu penguraian zat-zat kontaminan oleh aktivitas microba yang berada disekitar akar tumbuhan. Misalnya ragi, fungi dan bacteri.
  5. Phytodegradation (phyto transformation) 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 sederhana yang dapat berguna bagi pertumbuhan tumbuhan itu sendiri. Proses ini dapat berlangsung pada daun, batang, akar atau di luar sekitar akar dengan bantuan enzym yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu sendiri. Beberapa tumbuhan mengeluarkan enzym berupa bahan kimia yang mempercepat proses degradasi.
  6. 6.Phytovolatization yaitu proses menarik dan transpirasi zat contaminan oleh tumbuhan dalam bentuk yang telah menjadi larutan terurai sebagai bahan yang tidak berbahaya lagi untuk selanjutnya di uapkan ke atmosfir. Beberapa tumbuhan dapat menguapkan air 200 sampai dengan 1000 liter perhari untuk setiap

JENIS TANAMAN YANG DIGUNAKAN DI  FITOREMEDIASI.

Jenis-jenis tanaman yang sering digunakan di Fitoremediasi adalah; Anturium Merah/Kuning, Alamanda Kuning/Ungu, Akar Wangi, Bambu Air, Cana Presiden Merah/Kuning/Putih, Dahlia, Dracenia Merah/Hijau, Heleconia Kuning/Merah, Jaka, Keladi Loreng/Sente/Hitam, Kenyeri Merah/Putih, Lotus Kuning/Merah, Onje Merah, Pacing Merah/Putih, Padi-padian, Papirus, Pisang Mas, Ponaderia, Sempol Merah/Putih,  Spider Lili, dll.

APLIKASI DI LAPANGAN

Beberapa penerapan lapangan dengan konsepsi fitoremediasi ini yang cukup berhasil diantaranya adalah:

  1. Menghilangkan logam berat yang mencemari tanah dan air tanah, seperti yang dilakukan di New Zealand, lokasi : Opotiki, Bay of Plenty. Membersihkan tanah yang tercemar cadmium (Cd oleh penggunaan pesticida) dengan menanam pohon poplar.
  2. Pengolahan limbah domestik dengan konsep fitoremediasi dengan metoda Wetland, seperti yang diterapkan di beberapa tempat di Bali dengan sebutan wastewater garden (WWG) atau terkenal dengan Tamanseperti yang terlihat di Kantor Camat Kuta, Sunrise School, dan Kantor Gubernur Bali. Wetland ini berupa kolam dari pasangan batu kemudian diisi media koral setinggi 80 cm yang ditanami tumbuhan air (Hydrophyte) selanjutnya dialirkan air limbah (grey water dan effluent dari septictank). Air harus dijaga berada pada ketinggian 7 cm atau 10 cm dibawah permukaan koral agar terhindar dari bau dan lalat/ serangga lainnya. 
  1. Membersihkan tanah dan air tanah yang mengandung bahan peledak  (TNT, RDX dan amunisi militer) di Tennese,  USA, dengan menggunakan metode wetland yaitu kolam yang diberi media koral yang ditanami tumbuhan air dan kemudian dialirkan air yang tercemar bahan peledak tersebut.. Tumbuhan yang digunakan seperti: Sagopond (Potomogeton pectinatus), Water stargas  (Hetrathera), Elodea (Elodea Canadensis) dan lain-lain.

 Untuk menghindari kloging (mampet) pada lapisan koral maka air limbah sebelum masuk unit wetland ini harus dilewatkan unit pengendap partikel discret. Berdasarkan hasil test laboratorium terhadap influen dan effluen diperoleh hasil evaluasi kinerja unit tersebut, dengan effisiensi removal sebagai berikut: BOD  80 s/d 90 % , COD 86 s/d 96 %, TSS  75 s/d 95 %,  Total N 50 s/d 70 %, Total P 70 s/d 90 % , Bakteri coliform 99 %. Terdapat 27 spesies tumbuhan yang digunakan untuk Taman Bali ini diantaranya Keladi, Pisang, Lotus, Cana, Dahlia, Akar Wangi, Bambu Air, Padi-padian, Papirus, Alamanda dan tanaman air lainnya. Pemeliharaan sistim ini sangat kecil yang umumnya hanya menyiangi daun-daun tumbuhan yang layu/kering dengan demikian maintainance cost sangat rendah. Menurut penjelasan dari pihak Sunrise School Bali yang telah dua tahun menggunakan sistim ini belum pernah terjadi cloging pada lapisan koral dengan void ratio hanya 40 % untuk ukuran koral hanya 5mm s/d 10mm.  Pada dasarnya proses yang terjadi pada wetland ini sangat alami artinya microorganisme dan tanaman membentuk ecosystem sendiri untuk berhadapan dengan jenis polutan yang masuk, jadi tingkat adaptasi/akomodasi terhadap zat dan kadar pencemararan sangat baik, berbeda dengan misalnya fakultatif pond  proses akan rusak (invalid) jika ada B 3 yang masuk atau jika beban pencemaran meningkat lebih dari 20 % akan terbentuk algae bloom. Namun penerapan yang digunakan umumnya terbatas pada skala kecil yaitu untuk perkantoran, sekolah dan komunal sekala RW, hal ini terjadi karena luas lahan yang dibutuhkan perkapitanya lebih tinggi dibanding sistim konvensional umumnya. Meskipun dibandingkan dengan sistim stabilization pond kebutuhan lahan jauh lebih luas. 

KONSEP PERENCANAAN WETLAND

 

Beberapa ketentuan yang diperlukan untuk membuat sistim ini yaitu:

  1. Unit wetland harus didahului dengan bak pengendap untuk menghindari cloging pada media koral oleh partikel-partikel besar.
  2. Konstruksi berupa bak/kolam dari pasangan batu kedapdengan kedalaman ± 1 m .
  3. Kolam dilengkapi pipa inlet dan pipa berlubang untuk outlet
  4. Kolam diisi dengan media koral (batu pecah atau kerikil) diameter 5 mm s/d 10 mm. setinggi/setebal 80 cm
  5. Ditanami tumbuhan air dicampur beberapa jenisberjarak cukup rapat, dengan melubangi lapisan media koral sedalam 40 cm untuk dudukan tumbuhan.
  6. Dialirkan air limbah setebal 70dengan mengatur level (ketinggian) outlet yang memungkinkan media selalu tergenang air 10 cm dibawah permukaan koral
  7. Disain luasberdasarkan Beban BOD yang masuk per hari dibagi dengan Loading rate pada umumnya. Untuk Amerika Utara = 32.10 kg BOD/Ha per hari. Untuk daerah tropis kira-kira = 40 kg BOD/Ha per hari .

KESIMPULAN DAN SARAN.

 

  1. Fitoremediasi cukup effektif dan murah untuk menangani pencemaran terhadap lingkungan oleh logam berat dan B3 sehingga dapat digunakan untuk remediasi TPA dengan menanam tumbuhan pada lapisan penutup terahir TPA dan menggunakan sistim wetland bagi kolam leachit.
  2. Sistim pengolahan limbah dengan wetland disarankan hanya untuk skala lingkungan maksimum 2000 orang dan perkantoran atau gedung-gedung sekolah karena kebutuhan lahannya cukup tinggi antara 1.25 m2/capita s/d 2.5 m2/capita dibanding fakultatif pond hanya 0.2 s/d 0.5 m2/capita atau hanya 1/5 dari kebutuhan
  3. Biaya investasi sangat relatif terhadap ketersedian lahan, dengan demikian untuk skala kecil sangat ekonomis bila lahan dapat disediakan.
  4. Biaya O & P sangat rendah karena pemeliharaan hanya sambilan untuk pembersihan daun tumbuhan.
  5. Untuk skala rumah tangga sistim ini dapat dianggap pengganti bidang resapan.

CONTOH PERHITUNGAN:

 

Kantor/Hotel atau bangunan gedung lain dengan pegawai/pengunjung sejumlah 1000 orang.

  1. pemakaian air rata-rata 10 liter/pegawai/hari  dengan BOD rata-rata = 250 mg/l 
  2. Beban BOD = 10 l/orang/hari x 1000 orang x 250 mg/l = 2.5 kg/hari
  3. Kebutuhan bak pengendap sekaligus bak anaerobik 2500 g : 250 g/m3 = 10 m3, Jika kedalaman kolam 2.5 m maka luas kolam anerobik = 4m2
  4. Kebutuhan wetland. Effisiensi anaerobik untuk Td = (10 M3 : 10,000 l/hari) satu hari atau 60 %. Jadi BOD influen ke wetland = 40 % x 250 mg/l = 100 mg/l. Beban BOD yang masuk = 10000 l/hari x 100 mg/l = 1 kg/hari. Loading rate = 40 kg/Ha/hari, maka luas kolam yang diperlukan = 1 kg/hari : 40 kg/Ha/hari = 250 m2
  5. dibutuhkan  lahan kira-kira 260 m2 

Kedalaman kolam wetland = 1 m, tebal media koral 80 cm, kedalaman air 70 cm.    

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday232
mod_vvisit_counterYesterday1080
mod_vvisit_counterThis week1312
mod_vvisit_counterAll days1025062

We have: 6 guests, 2 bots online
Today: Oct 20, 2014