ARTIKEL ILMIAH

PENJERAPAN DAN FENOMENA TRANSPORT Cd2+ PADA ECENG GONDOK (Eichhornia crassipes (Mart) Solms)

 

      Pencemaran di perairan antara lain disebabkan oleh logam berat dari unsur kadmium 

 (Cd). Polutan ini berasal dari beberapa sumber antara  lain sumber alami, pertambangan dan

 industri. Diberbagai industri Cd dipakai sebagai komponen pelapis/pencampur logam, patri

alumunium, pembuatan klise,amalgama dalam kedokteran gigi, pemrosesan foto berwarna,

 pewarna porselin,  industri  gelas,  industri  keramik,  sebagai  foto  konduktor,  sebagai 

foto elektrik,  sebagai  bahan  pencampur  pigmen,  sebagai  campuran  pupuk fosfat,  sabun, 

 tekstil, kertas, karet, tinta cetak, kembang api, anthelminthes bagi babi dan ayam, obat 

syphilis dan TBC  (Berman  1980,  Soemirat  2005). 

      Dengan  meningkatnya  industrialisasi,  terjadilah kenaikan konsentrasi substansia logam

berat Cd di  badan perairan, sehingga memungkinkan dapat tercapainya tingkat konsentrasi

toksis bagi kehidupan akuatik; dan berpotensi sebagai polutan berbahaya.

      Kadmium membahayakan  kesehatan melalui rantai makanan.  Hewan dengan mudah

menjerap  kadmium  dari  makanan;  dan  terakumulasi  dalam jaringan seperti  ginjal,  hati 

 dan alat-alat  reproduksi  (Duffus  1980,  Withgott 2007).Menurut  Mailman  (1980)  dan 

 Wisnu (2001),  logam  berat  Cd diadsorpsi dalam  bentuk  ion-ion  garam  Cd  terlarut.  Di 

 dalam  lingkungan akuatik, suatu kontaminan masuk ke dalam jaringan organisme 

autotrof  dengan cara adsorpsi.

       Sehubungan  dengan  hal  tersebut,  maka  penanggulangan  limbah  Cd  di lingkungan

 perairan  harus  diusahakan  agar  lingkungan  tersebut  terjaga kualitasnya,sehingga  dapat

mendukung semua kehidupan organisme didalamnya.  Eceng gondok (Eichhornia crassipes,

(Mart.)  Solms)  merupakan tumbuhan  air  yang  dapat  digunakan  untuk  pembersihan  limbah

pada\ umumnya  dan  limbah  Cd  pada  khususnya. kemampuan  eceng  gondok dalam

menjerap  logam  berat  telah banyak dilakukan,  antara lain oleh  Hasim (2000)terhadap

logam Pb dengan hasil pada hari ketujuh kadar logam Pb menurun  sebesar 96,4 % pada 

perlakuan dengan satu rumpun eceng gondok  dan  menurun  sebesar  99,7  %  pada 

perlakuan  dengan  tiga  rumpun eceng  gondok.

        Sebagaimana dikatakan oleh Fitter dan Hay (l99l) bahwa konsentrasi polutan di suatu

 tempat tergantung pada sejumlah besar faktor-faktor lingkungan termasuk jarak dari sumber

polutan,  topografi,  curah  hujan, radiasi  matahari,  arah  dan kecepatan  angin.  Lebih lanjut

dikatakan  bahwa akar  merupakan  bagian tanaman yang  dapat  melakukan  lokalisasi 

(ekstraseluler)  terhadap  senyawa toksik karena  bagian  akar mempunyai toleransi  inheren 

yang  tinggi dibandingkan  bagian  ujung  tanaman. Dikatakan pula bahwa ion toksik non 

esensiil terutama Fe dan Cd disimpan di dalam akar.

         Ion Cd2+ tersebar  merata  di seluruh bagian tanaman, baik di akar, batang maupun

daun. Fenomena ini menunjukkan bahwa ion Cd2+ mengalami transport dari akar menuju ke

batang dan daun, mengikuti  transport unsur hara  bersama air.Terjadinya  traslokasi / transport 

dari  akar  menuju  ke  daun dimungkinkan oleh adanya  proses  difusi,osmosis  dan  adanya 

daya  kapilaritas  serta  daya  isap daun  dan tekanan akar. Fitter dan  Hay  (l991)

mengatakan  pula bahwa ion toksik yang masuk ke dalam tubuh  tanaman  akan  berikatan 

dengan  enzim-enzim pengikat  ion  toksik  membentuk  suatu kelat.

          Kemungkinan akibat  pengikatan fraksi  pektik  dari dinding sel, ion toksik akan 

masukdalam  tanaman.  Sekali  ion  melintasi  plasmolemma  maka  ion akan  menyebar 

merata ke bagian atas  sehingga sampai  ke daun.Penekanan keaktifan ion toksik  secara

kimiawi dengan jalan membentuk kompleks dengan  malat, sehingga ion toksik berkurang

keaktifannya.  Hal ini biasa terjadi pada tumbuhan yang resisten terhadap logam berat.

 

         Woolhouse  (1983) mengatakan bahwa tumbuhan dapat menjadi resisten terhadap ion

toksik karena:

a. Faktor genetis

Resistensi genetis terjadi karena adanya satu allel  atau lebih menjadi resisten pada tingkat

populasi gulma di lapangan, sehingga  gen  toleran pada senyawa toksik akan muncul di

alam.

b.  Persaingan inter species

Tumbuhan liar akan lebih tahan terhadap ion toksik dibandingkan tumbuhan  yang telah

mengalami seleksi. Hal  ini disebabkan  adanya proporsi perkecambah-an  biji pada suatu

waktu, laju perkecambahan, keberhasilan dalam adaptasi dengan lingkungan, perbedaan

fisiologis dalam laju pertumbuhan.

         Fitter  dan  Hay  (1991)  dan  Miller  (2007),  mengemukakan  bahwa tumbuhan yang

 tumbuh pada lingkungan dengan konsentrasi ion toksik yang tinggi akan mengadakan respon

terhadap ion toksik tersebut dengan jalan:

a.  Ameliorasi (penanggulangan), tanaman kemungkinan menjerap ion toksik tersebut, tetapi tumbuhan  bertindak  sedemikian  rupa  untuk  meminimumkan  pengaruhnya,  misalnya dengan pem-bentukan kelat (chelation), pengenceran, lokalisasi, eksresi.

b.  Toleransi,  tanaman  dapat  mengembang-kan  sistem  metabolisme  yang  dapat  berfungsi pada konsentrasi toksik yang potensial, dengan jalan pengikatan molekul enzim.

c.  Eksklusi,  tanaman  dapat  mengenal  ion  yang  toksik  dan  mencegah  agar  tidak  terambil sehingga tidak mengalami toksisitas/keracunan.

d.   Penghindaran  (escape)  fenologis,  apabila  stress  yang  terjadi  pada  tanaman  bersifat musiman, tanaman menyesuaikan siklus hidupnya, sehingga tumbuh dalam musim yang sangat cocok saja.

         Keempat respon tersebut yang terkait erat dengan fenomena penjerapan ion toksik 

 adalah ameliorari (penanggulangan).  Ameliorasi dilakukan  jika  tumbuhan tidak mungkin

menyingkirkan  ion  toksik.  Apabila konsentrasi  internal  harus  dihadapi  ion-ion  akan

dipindahkan  dari  tempat sirkulasi  dengan  beberapa  jalan,  atau  menjadi  toleran  dalam

sitoplasma.Menurut  Fitter  dan  Hay  (1991)  dan  Withgott  (2007)  ada  empat kemungkinan 

yang akan dilakukan tanaman, antara lain:

a.   Lokalisasi (ekstra seluler atau intra seluler),

Peristiwa  ini  pada  umumnya  terjadi  di  dalam  akar,  karena  bagian  akar mempunyai

toleransi  inheren  yang  tinggi  dibanding  bagian  ujung  tanaman.Logam  yang

diakumulasikan  di dalam akar misalnya:  Cu, Zn, Mn. Sedangkan ion toksik non esensiil

terutama  Fe,  Cd  disimpan  di  dalam  akar.  Ion  toksik yang  diserap  tanaman,  dengan

adanya enzim-enzim yang mengikat ion toksik,akan berikatan membentuk  kelat. Bukti kuat 

 lokalisasi  ekstra seluler adalah konsentrasi suatu ion jauh lebih tinggi diketemukan di dalam

akar, dibandingkan dibagian ujung tanaman.

Akibat pengikatan fraksi  pektik dari  dinding sel, ion toksik  akan masuk

dalam tanaman. Apabila ion-ion ditempatkan di luar sirkulasi umum, ion toksik

harus diakumulasi dalam kompartemen tertentu di dalam sel. Begitu  ion melintasi

plasmolemma  maka ion akan menyebar merata ke bagian atas, sebagai  contoh

Pb  pada  tanaman  jagung  diakumulasi  dalam  gelembung  dictysom,  Zn

diakumulasi dalam  vocuola pada tanaman.  Penekanan keaktifan ion toksik

secara kimia dengan  membentuk  kompleks  dengan  malat,  sehingga  ion

toksik  berkurang keaktifannya.

b.  Dilusi (pengenceran).

Mekanisme  ini  berupa  penambahan  kandungan  air  sel,  cara  ini  merupakan mekanisme

ketahanan yang kurang praktis karena bersifat sementara bagi tanaman.

c.     Ekskresi

Proses  ini  ditandai  dengan  hilangnya  suatu  organ  yang  menjadi  jenuh dengan  toksin,

dengan jalan daun menjadi cepat tua, dan rontok.

d.   Inaktivasi secara kimia.

Pada  peristiwa  ini,  ion  ada  dalam  bentuk  kombinasi  sehingga  toksisitasnya

berkurang.

        Tumbuh-tumbuhan yang resisten terhadap logam berat mempunyai kadar logam berat

pada daun, batang dan akarnya seperti tanaman  yang normal lainnya.Selama ion toksik  

didalam tumbuhan tidak dapat  didetoksifikasi,  maka tumbuhan mengalami adaptasi lain

untuk mengatasinya.  Berbagai  kejadian  menunjukkan bahwa  bentuk  logam  merupakan 

suatu kompleks  yang  tidak  menyebabkan kerusakan  pada  dinding  sel  atau  vakuola. 

Dengan demikian  apabila  ion  toksik ada  di  dalam  tumbuhan,  maka  tumbuhan  akan 

berusaha membentuk senyawa kompleks dengan ion toksik, sehingga menjadikan ion  toksik

tersebut tidak toksik lagi atau berkurang keaktifannya (Widowati, 2000).