Media Ilmiah Teknik Lingkungan (MITL)
Volume 9, Nomor 1, Hal. 31 – 37 DOI: https://doi.org/10.33084/mitl.v9i1.6372 e-ISSN: 2655-2000

## Overview of Phytoremediation Methods in Management of Lead (Pb) Polluted
Water

## Overview Metode Fitoremediasi dalam Pengelolaan air Tercemar Timbal (Pb)
Emil Salim Kahmi Leka 1 , Tedy Agung Cahyadi 1 , Nurkhamim 1 , Rika Ernawati 1 , Eddy Winarno 1 1 UPN Veteran Yogyakarta , Yogyakarta, Indonesia
*surel: lekaemil103@gmail.com

## ABSTRACT
Water  environmental  pollution  caused  by  rapid  industrial  development, especially  heavy  metal  (HM)  pollution,  has  become  a  major  problem throughout  the  world  today.  HM  contaminants  are  the  main  environmental pollutants throughout the world and can cause irreparable health problems for humans, animals and plants, controlling environmental pollution, especially lead (Pb) waste that enters waters. Currently, heavy metal waste pollution contains lead ( Pb) is a problem for the environment. There are a number of conventional methods that have been used to remove toxic  pollutants from polluted water, including filtration, adsorption, chemical precipitation, reverse osmosis, ion exchange, and so on. The aim of this research is to study various types of plants that can accelerate the absorption of the heavy metal lead (Pb) in water through the phytoremediation process. The most efficient and effective method applied for managing mining waste is the phytoremediation method. The results of the research state that several plants have a significant and efficient effect in helping the absorption of lead (Pb) contained in water. Great  Duckweed  (Spirodela  Polyrhiza)  and  Water  Hyacinth  (Eichhornia crassipes)  are  plants  that  are  suitable  for  applying  phytoremediation methods in managing water contaminated with lead (Pb).
Keywords :
Water, Lead, Phytoremediation
Received: December 17 th 2023 Reviewed: December 27 th
2023 Pulished: February 05 th 2024

## ABSTRAK
Pencemaran  lingkungan  perairan  yang  disebabkan  oleh  perkembangan industri yang pesat, khususnya pencemaran logam berat (HM), telah menjadi masalah  besar  di  seluruh  dunia  saat  ini.  Kontaminan  HM  adalah  polutan lingkungan  utama  di  seluruh  dunia  dan  dapat  menyebabkan  gangguan kesehatan  yang  tidak  dapat  diperbaiki  terhadap  manusia,  hewan,  dan tanaman,  pengendalian  pencemaran  lingkungan  khususnya  limbah  timbal (Pb)  yang  masuk  ke  perairan,  Saat  ini,  pencemaran  limbah  logam  berat mengandung  timbal  (Pb)  adalah  masalah  bagi  lingkungan.  Ada  sejumlah metode  konvensional  yang  telah  digunakan  untuk  mengeluarkan  polutan beracun  dari air  yang  tercemar, termasuk filtrasi, adsorpsi, pengendapan kimia, osmosis balik, pertukaran ion, dan sebagainya. Tujuan dari penelitian ini  adalah  untuk  mempelajari  berbagai  jenis  tanaman  yang  dapat mempercepat  penyerapan  logam  berat  timbal  (Pb)  di  air  melalui  proses fitoremediasi.  Metode  yang  paling  efisien  dan  efektif  diterapkan  untuk pengelolaan limbah tambang adalah metode fitoremediasi. Hasil penelitian menyatakan bahwa beberapa tanaman memiliki efek yang signifikan dan efisien dalam  membantu penyerapan kandungan logam  Timbal (Pb)  yang terdapat di air. Tanaman Great Duckweed ( Spirodela polyrhiza ) dan Eceng gondok  ( Eichhornia  crassipes )  merupakan  tanaman  yang  cocok  untuk penerapan  metode  fitoremediasi  dalam  pengelolaan  air  tercemar  timbal (Pb).
Kata Kunci:
Air, Timbal, Fitoremediasi
Diterima: 17 Desember 2023 Direview: 27 Desember 2023 Dipublikasi: 05 Februari 2024
© 2024 E. S. K. Leka, T. A. Cahyadi, Nurkhamim, R. Ernawati, E. Winarno. Published by Institute for Research and Community Services
Universitas Muhammadiyah Palangkaraya . This is Open Access article under the CC-BY-SA License ( https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ ).DOI: https://doi.org/10.33084/mitl.v9i1.6372

## PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan perairan yang disebabkan oleh perkembangan industri yang pesat, khususnya  pencemaran  logam  berat  (HM),  telah  menjadi  masalah  besar  di  seluruh  dunia  saat  ini. Kontaminan  HM  adalah  polutan  lingkungan  utama  di  seluruh  dunia  dan  dapat  menyebabkan gangguan  kesehatan  yang  tidak  dapat  diperbaiki  terhadap  manusia,  hewan,  dan  tanaman [1] . Logam kadmium (Cd) dan timbal (Pb) sangat beracun baik dalam bentuk unsur maupun larut [2] . Selain itu,  mereka  cenderung  terakumulasi  secara  hayati  dan  mengalami  biomagnifikasi  melalui  rantai makanan pada tingkat yang beracun, yang menimbulkan bahaya bagi lingkungan dan kesehatan [3] . Saat  ini,  pencemaran  limbah  logam  berat  mengandung  timbal  (Pb)  adalah  masalah  bagi lingkungan. Ada  sejumlah  metode konvensional  yang telah  digunakan  untuk  mengeluarkan  polutan beracun  dari  air  yang  tercemar,  termasuk  filtrasi,  adsorpsi,  pengendapan  kimia,  osmosis  balik, pertukaran ion, dan sebagainya [4,5] . Biasanya, proses ini menghilangkan sebagian besar HM dari air limbah dengan konsentrasi sedang hingga tinggi. Namun, pada air dengan konsentrasi HM rendah, metode ini tidak efisien atau bermanfaat. Selain itu, sebagian besar tindakan tersebut sangat mahal, tidak  selektif,  dan  bahkan  menyebabkan  pencemaran  sekunder [6,7] .  Akibatnya,  untuk  mengatasi pencemaran  HMS,  diperlukan  proses  yang  hemat  biaya,  efektif,  selektif,  dan  ramah  lingkungan. Hiperakumulator  dapat  digunakan  untuk  mencegah  penyebaran  HM  dan  memulihkan  lokasi  yang terkontaminasi tanpa mengganggu lingkungan secara signifikan [1] .
Logam  berat  (HM)  adalah  logam  dengan  kepadatan  tinggi  dan  konduktivitas  listrik  yang tinggi. Ini adalah bagian penting dari kerak bumi dan muncul di lingkungan kita melalui alam (gunung berapi,  mata  air)  dan  aktivitas  manusia  (penggunaan  bahan  bakar  fosil,  pertanian  dan  industri). Industri berbasis logam seperti pertambangan, pengecoran, dan pabrik peleburan merupakan sumber besar HM [7] . Beberapa jenis HM (Zn, Fe, Co, Cu, Cr, Mg, Mn, Mo, Ni, dan Se) berfungsi sebagai nutrisi mikro (hanya dibutuhkan dalam jumlah kecil) dan penting untuk fungsi fisiologis dan biokimia normal. Konsentrasi logam yang lebih tinggi menyebabkan toksisitas, sedangkan pasokan logam yang tidak mencukupi menyebabkan penyakit defisiensi [8] . Pencucian HM mencemari air tanah. Ini masuk ke dalam tubuh kita melalui air minum dan makanan. Jika air yang mengandung HM di atas ambang batas diberikan kepada tanaman pangan, hal itu akan berdampak negatif pada kesuburan tanah, jumlah dan jenis mikroba, dan produktivitas tanaman. HM ini terkumpul di berbagai bagian tumbuhan dan masuk ke dalam tubuh manusia bersama makanan mereka. Biomagnifikasi, peningkatan piramida makanan, meningkatkan konsentrasi HM, yang menyebabkan toksisitas.
Berdasarkan  uraian  diatas,  perlu  adanya  upaya-upaya  pengendalian  pencemaran lingkungan  khususnya  limbah  timbal  (Pb)  yang  masuk  ke  perairan.  Dalam  hal  ini,  fitoremediasi merupakan  teknik  yang  menjanjikan  untuk  menghilangkan,  mendegradasi  atau  melumpuhkan  ion logam dari air atau tanah oleh tanaman.
Fitoremediasi  adalah  proses  di  mana  tanaman  digunakan  untuk  menghilangkan  berbagai polutan  anorganik  dan  organik  dari  lingkungan,  seperti  udara,  air,  atau  tanah.  Tanaman hiperakumulator  berhasil  melakukan  fitoremediasi  logam  dan  metaloid  karena  mereka  dapat bertahan pada air atau tanah dengan konsentrasi logam dan metaloid yang lebih tinggi. Tanaman hiperakumulator adalah tanaman yang mengandung gen bermanfaat atau tanaman transgenik yang tumbuh secara alami di lingkungan yang terkontaminasi [9] . Rhizoremediasi adalah tahap awal proses fitoremediasi.  Proses  ekstraksi  rizo  atau  fito  dapat  dilakukan,  di  mana  HM  diekstraksi  dari  akar tanaman dan ditransfer ke pucuk dan daun. Selama proses ini, akar tanaman dan mikroba terkait, seperti  bakteri  yang  mendorong  pertumbuhan  tanaman  (PGPR)  dan  fungi  arbuskular  mycorrhizal (AMF),  menjadi  lokasi  aktif  di  rhizosfer.  Gula,  asam  organik,  dan  senyawa  organik  lainnya  yang dibuat  oleh  simbion  ini  mengalirkan  logam  dan  metaloid.  Bahan  kimia  ini  mengurangi  jumlah kontaminan yang tersedia secara hayat dan mengendapkan HM [10] .

## METODOLOGI
Penelitian  dilakukan  berdasarkan literature  review yang  dirangkum  dari  beberapa  karya ilmiah. Penelitian ini dilakukan bertujuan sebagai acuan dalam menentukan metode yang sesuai untuk pengolahan  air  tercemar  limbah  timbal  (Pb).  Tahapan  dalam  penelitian  yang  dilakukan  penulis dijabarkan dalam bentuk diagram alir yang terlihat pada Gambar 1 .
Gambar 1. Tahapan Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tanaman membutuhkan penetralisiran air yang mengandung logam berat, menurut penelitian. Timbal (Pb), salah satu bahan pencemar logam berat dan elemen alami lainnya, sering mencemari lingkungan.  Untuk  menetralisir  air  yang  mengandung  Timbal  (Pb)  metode  fitoremediasi  telah digunakan  di  berbagai  lokasi.  Salah  satu  metode  bioremediasi  yang  dapat  digunakan  sebagai alternatif untuk proses pemulihan logam berat adalah fitoremediasi. Fitoremediasi ini menggunakan teknologi hemat biaya, efisien, dan ramah lingkungan yang berbasis pada tumbuhan penumpukan logam untuk menghilangkan logam beracun, termasuk radio nuklida, serta polutan organik dari tanah dan air yang terkontaminasi [11] . Tiga metode fitoremediasi utama dapat digunakan untuk mencapai efek detoksifikasi kontaminan dari lingkungan: fitoetraksi, stabilisasi, dan volatilisasi [12] . Tanaman yang memiliki kemampuan fitoremediasi dalam mengurangi timbal di dalam air dapat memberikan kontribusi penting untuk membersihkan lingkungan perairan yang terkontaminasi salah satu tanaman yang bagus  dalam  menetralisir  logam timbal  yaitu  Tanaman Great  Duckweed ( Spirodela  polyrhiza ) dapat  digunakan  dalam  fitoremediasi  air  yang terkontaminasi  oleh  logam berat, termasuk  timbal. Akarnya memiliki kemampuan menyerap logam berat dari air. jenis tanaman yang digunakan dalam penelitian ialah Beberapa tanaman mungkin lebih efektif dalam mengurangi timbal daripada yang lain. Misalnya, tanaman yang memiliki akar yang panjang dan banyak cabang mungkin lebih efisien dalam  menyerap  logam berat. Menurut  penelitian  sebelumnya,  tanaman  berikut  dapat  digunakan untuk menetralisirkan kandungan Timbal (Pb) dalam air berdasarkan Tabel 1 .
Literature Review
Menganalisis jenis tanaman dan karakteristik tanaman terhadap penyerapan timbal (Pb) di Air Melakukan kajian dan perbandingan terhadap jenis-jenis tanaman air yang diterapkan penelitian sebelumnya
Menarik kesimpulan tanaman yang cocok digunakan dalam menetralisir kandungan Timbal didalam air menggunakan metode fitoremediasi

## Tabel 1. Tanaman Penetralisir kandungan Timbal (Pb)
Nama Peneliti Jenis Tanaman Waktu Penyerapan (Hari) Perlakuan Penurunan Kadar Timbal S Diliarosta Kiambang ( Salvinia molesta ) 7 hari 1,75 mg/l 51,3 % Jenny Caroline1 , Guido Arron Moa Melati air ( Echinodorus palaefolius ) 18 hari 6,38 mg/kg 92,5 % Syamsul Bahri Great Duckweed ( Spirodela Polyrhiza ) 17  hari 9 mg/L 99,55 % Febri Nurfitriana Daun apu ( pistia stratiotes) 12 hari 0.053 mg/L 88,86%. Hidrawati Netty Syam dan Nurul Ayu Eceng gondok (Eichhornia crassipes) 15 hari 25,2 g/kg 89,59%.
Berdasarkan tabel jenis tanaman yang telah diteliti oleh peneliti terdahulu diatas dapat di lihat waktu yang dibutuhkan tanaman dalam menyerap kadar logam Timbal pada air.
1. Pengelolaan air tercemar  Menggunakan tanaman Kiambang ( Salvinia molesta )
Dalam penelitian S Diliarosta pada tahun 2017, metode fitoremediasi dengan tanaman Kiambang menghasilkan penghilangan timbal (Pb) sebesar 51,3% dari lingkungan perairan dengan perlakuan 1,75 mg/L.
2. Pengelolaan air tercemar Timbal (Pb) Menggunakan tanaman Melati air ( Echinodorus palaefolius )
Jenny Caroline dan Guido Arron Moa melakukan penelitian pada tahun 2015 yang menyelidiki pengaruh variasi waktu terhadap penyerapan timbal (Pb) melalui metode fitoremediasi yang menggunakan tanaman Melati air ( Echinodorus palaefolius ). Selama 18 hari, konsentrasi Pb turun 92,5 % dengan campuran 6,38 mg/kg melati air dan air yang mengandung timbal.
3. Pengelolaan  air  tercemar  Timbal  (Pb)  Menggunakan  tanaman Great  Duckweed  ( Spirodela Polyrhiza )
Menurut penelitian Syamsul Bahri pada tahun 2010, metode fitoremediasi yang menggunakan tanaman Great Duckweed ( Spirodela Polyrhiza ) menunjukkan tingkat keberhasilan sebesar 99,55 % dalam menghilangkan kadar Timbal (Pb).
4. Pengelolaan air tercemar Timbal (Pb) Menggunakan tanaman Daun apu ( Pistia stratiotes)
Dalam penelitian Febri Nurfitriana, tanaman daun apu ( Pistia stratiotes ) adalah tanaman yang paling  cocok  untuk  digunakan  dalam  fitoremediasi.  Dengan  penggunaan  tanaman  ini,  kadar logam  timbal  (Pb)  akan  turun  88,86%  dengan  perlakuan  0.053  mg/L  daun  apu  yang mengandung timbal selama 12 hari.
5. Pengelolaan  air  tercemar  Timbal  (Pb)  Menggunakan  tanaman Eceng  gondok (Eichhornia crassipes)
Tanaman  Eceng gondok  ( Eichhornia  crassipes )  adalah  tanaman  yang cocok  untuk  digunakan  dalam fitoremediasi. Berdasarkan perlakuan 25,2 g/kg eceng gondok yang mengandung Pb, penggunaan tanaman  ini  akan  menghasilkan  penurunan  kadar  logam  Pb  82,27%. Adapun  kelebihan  dan kekurangan metode dapat dilihat pada Gambar 2 .

## Gambar 2. Kelebihan dan Kekurangan Tanaman Fitoremediasi
Tanaman Kelebihan Kekurangan Kiambang ( Salvinia molesta ) - Beberapa penelitian menunjukkan  bahwa  Kiambang memiliki kemampuan untuk menyerap logam berat dari air, seperti  timbal  dan  kadmium, yang  merupakan  kontaminan umum dalam air limbah
- Tanaman ini juga dapat membantu mengurangi kandungan zat pencemar organik  dalam  air,  seperti pestisida  dan  senyawa  organik beracun lainnya. - Sifat  invasif  Kiambang  dapat menjadi  masalah  dalam  konteks fitoremediasi.  Pertumbuhannya yang cepat dapat menyebabkan penutupan permukaan air dengan sangat cepat, mengurangi efektivitas fitoremediasi  dan  merugikan ekosistem air yang ada. - tanaman Kiambang dapat menyebar ke habitat alami yang tidak  diinginkan,  menggantikan tanaman asli dan menyebabkan ketidakseimbangan ekosistem
Melati air ( Echinodorus palaefolius ) - Tanaman  ini  juga  memiliki kemampuan  untuk  menyerap logam  berat,  seperti  besi, mangan, dan
tembaga,
membantu  membersihkan  air dari kontaminan tersebut. - Melati  air  dapat  tumbuh  di berbagai  habitat  air,  termasuk perairan  tawar,  rawa,  dan kolam, sehingga dapat digunakan  dalam  berbagai situasi fitoremediasi. - Dengan  menyerap  kontaminan dari  air,  Melati  air  dapat membantu meningkatkan kualitas air, memberikan manfaat  positif  pada  ekosistem perairan. Tanaman ini memiliki
pertumbuhan yang relatif lambat dibandingkan dengan beberapa tanaman  fitoremediasi  lainnya. Ini  dapat  memerlukan  waktu lebih lama  untuk  mencapai efek yang signifikan Great Duckweed ( Spirodela polyrhiza )
- Tanaman  ini  juga  mampu menyerap  logam  berat  seperti tembaga,  seng,  dan  kadmium dari air, mengurangi kandungan logam  berat  yang  dapat berbahaya. - Great Duckweed memiliki tingkat pertumbuhan yang cepat, sehingga dapat memberikan dampak fitoremediasi yang relatif cepat dalam  mengurangi  kontaminan dalam air.
Meskipun  baik  dalam  menangani nutrien  dan  logam  berat,  Great Duckweed  mungkin  tidak  efektif dalam  mengatasi  beberapa  jenis polutan tertentu, seperti zat kimia organik tertentu.
Daun apu ( Pistia stratiotes)
- Memiliki  tingkat  pertumbuhan yang cepat - Tingkat absorbs atau penyerapan hara  dan  air  yang besar - Mudah ditemukan, serta memiliki daya  adaptasi  yang  tinggi terhadap iklim - Eceng Gondok ( Eichhornia crassipes ) - Memiliki kemampuan yang lebih besar untuk menetralisir Pertumbuhan yang cepat
menyebabkan  perairan  tertutup
kandungan Timbal - Eceng  gondok  memiliki  tingkat efisiensi dalam menetralisir kandungan merkuri sebesar 80% rapat sehingga mengurangi kadar oksigen dalam air

## KESIMPULAN
Kajian  literatur  tentang  pengelolaan  air  yang  tercemar  Timbal  (Pb)  menunjukkan  bahwa penggunaan tanaman (fitoremediasi) adalah metode yang paling efisien dan efektif untuk mengelola limbah  tambang.  Berdasarkan  lima  tanaman  yang  ditinjau  dari  penelitian  sebelumnya,  beberapa tanaman  menunjukkan  hasil  yang  signifikan  dan  efektif  dalam  membantu  penyerapan  kandungan logam timbal (Pb) yang terdapat di air. Tanaman Great Duckweed ( Spirodela polyrhiza ) 99,55% dan Eceng  gondok  ( Eichhornia  crassipes )  89,59%  adalah  tanaman  yang  paling  cocok  untuk  metode fitoremediasi saat menangani air  tercemar Pb. Proses penyerapan yang cepat, mudah digunakan, dan tanaman mudah ditemukan.

## REFERENSI
[1]   Y. Du, Q. Wu, D. Kong, Y. Shi, X. Huang, D. Luo, Z. Chen, T. Xiao and J. Y. S. Leung, "Accumulation and Translocation of Heavy Metals in Water Hyacinth: Maximising the Use of Green Resources to Remediate Sites Impacted by E-Waste Recycling Activities," Ecological Indicators, vol. 115, 2020. DOI: 10.1016/j.ecolind.2020.106384
[2]   J. A. Romero-Hernández, A. Amaya-Chávez, P. Balderas-Hernández, G. Roa-Morales, N. González-Rivas and M. A. Balderas-Plata , "Tolerance and Hyperaccumulation of A Mixture of Heavy Metals (Cu, Pb, Hg, and Zn) by four aquatic macrophytes," International Journal of Phytoremediation, vol. 19, no. 3, pp. 239-245, 2017. DOI: 10.1080/15226514.2016.1243707
[3]   L. Xu, F. Zhang, M. Tang, Y. Wang, J. Dong, J. Ying, Y. Chen, B. Hu, C. Li and L. Liu, "Melatonin Confers Cadmium Tolerance by Modulating Critical Heavy Metal Chelators and Transporters in Radish Plants," Journal of Pineal Research, 2020. DOI: 10.1111/jpi.12659
[4]   L. Chen, N. Li, Z. Wen, L. Zhang, Q. Chen, L. Chen, P. Si, J. Feng, Y. Li, J. Lou and L. Ci, "Graphene Oxide Based Membrane Intercalated by Nanoparticles for High Performance Nanofiltration Application," Chemical Engineering Journal, vol. 347, pp. 12-18, 2018. DOI: 10.1016/j.cej.2018.04.069
[5]   V. Kumar, Y.-S. Lee, J.-w. Shin, K.-H. Kim, D. Kukkar and Y. F. Tsang, "Potential Applications of Graphene-based Nanomaterials as Adsorbent for Removal of Volatile Organic Compounds," Environment International, vol. 135, 2020. DOI: 10.1016/j.envint.2019.105356
[6]   K. A. Alaboudi, B. Ahmed and G. Brodie, "Phytoremediation of Pb and Cd Contaminated Soils by Using Sunflower (Helianthus annuus) Plant," Annals of Agricultural Sciences, vol. 63, no. 1, pp. 123-127, 2018. DOI: 10.1016/j.aoas.2018.05.007
[7]   A. Shen, R. Qian, T. Liu, Q. Liu, B. Liu and Z. Wu, "Vaccines Developed for Cancer Immunotherapy," Immunization - Vaccine Adjuvant Delivery System and Strategies, 2018.
[8]   P. B. Tchounwou, C. G. Yedjou, A. K. Patlolla and D. J. Sutton, "Heavy Metals Toxicity and the Environment," Molecular, Clinical and Environmental Toxicology, vol. 101, pp. 133-164, 2012. URL: https://doi.org/10.1007%2F978-3-7643-8340-4_6
[9]   K. K. Yadav, N. Gupta, A. Kumar, L. M. Reece, N. Singh, S. Rezania and S. A. Khan, "Mechanistic Understanding and Holistic Approach of Phytoremediation: A Review on Application and Future Prospects," Ecological Engineering, vol. 120, pp. 274-298, 2018. DOI:
10.1016/j.ecoleng.2018.05.039
[10]  M. N. V. Prasad, A state-of-the-art report on bioremediation, its applications to contaminated sites in India, New Delhi: Ministry of Environment and Forests, 2011.
[11]  I. Raskin, R. D. Smith and D. E. Salt, "Phytoremediation of Metals: Using Plants to Remove Pollutants from the Environment," Current Opinion in Biotechnology, vol. 8, no. 2, pp. 221-226, 1997. URL: https://doi.org/10.1016/S0958-1669(97)80106-1
[12]  A. P. Marques, A. O. Rangel and P. M. Castro, Remediasi Logam Berat Tanah yang Terkontaminasi: Fitoremediasi sebagai Teknologi Pembersihan yang Berpotensi Menjanjikan, 2009.