Antara kesan buruk arus pemodenan adalah terjadinya pencemaran alam sekeliling. Kandungan logam berat yang tinggi akan mencemarkan alam sekitar lalu menyebabkan pelbagai masalah kesihatan dan gangguan ekosistem.

Bahan buangan industri dan aktiviti manusia seperti asap kenderaan, asap rokok, penggunaan baja dan racun turut menyebabkan masalah pencemaran udara dan memburukkan lagi keadaan. Logam berat telah menjadi masalah pencemaran yang utama kerana logam berat tidak boleh didegradasi oleh persekitaran.

Proses pemulihan logam berat persekitaran di tanah, air dan udara adalah melalui penyingkiran logam berat tersebut dengan kaedah-kaedah seperti rawatan bahan kimia, pemisahan termal atau pirometalurgikal, elektrokimia, elektrokinetik dan proses biokimia.

Bahan pencemar yang terdiri daripada bahan organik dan tak organik ini perlu dikurangkan sebagai langkah pencegahan kesan ketoksikan bahan pencemar tersebut ke atas kesihatan organisma hidup.

Bahan pencemar organik kebiasaannya akan didegradasi oleh mikroorganisma manakala bahan pencemar tak organik khususnya logam berat perlu disingkirkan secara fizikal.

Pemulihan kandungan logam berat sebagai bahan pencemar boleh dilakukan secara kaedah konvensional ataupun kaedah fitopemulihan.

Kaedah Pemulihan Pencemaran Udara

Antaranya, kaedah ex situ yang melibatkan penyingkiran bahan tercemar secara fizikal atau menggunakan bahan kimia bagi meneutralkan sesuatu kawasan.

Kaedah in situ pula menggunakan bahan penjerap bagi memerangkap bahan tercemar di lokasi yang tercemar.

Kaedah konvensional ex situ

Kaedah ini khusus bagi pemulihan logam berat dalam sampel tanah.

Kawasan yang telah dikenal pasti tercemar dengan logam berat akan dikorek dan dibawa ke tapak rawatan. Kemudian, tanah yang sudah dirawat akan dikembalikan ke kawasan tercemar tersebut.

Kaedah ini semakin jarang dilakukan atas faktor kos dan pemulihan yang kurang berkesan

Kaedah konvensional in situ

Teknologi pemulihan in-situ ialah penyingkiran atau transformasi bahan pencemar di tempat yang tercemar.

Antara kaedah yang digunakan dalam pendekatan in-situ adalah peningkatan nilai pH tanah dengan cara pengapuran (liming).

Peningkatan pH akan mengurangkan kelarutan logam berat seperti Cd, Cu, Ni dan Zn dalam tanah. Kaedah ini berjaya mengurangkan serapan logam berat oleh tumbuhan tetapi kepekatan logam berat dalam tanah adalah tidak berubah.

Selain itu, teknologi penyingkiran bahan pencemar di udara menggunakan penapis udara turut dibangunkan menggunakan bahan polimer seperti poliakrilonitril (PAN), polivinilpirolidon (PVP), dan polivinilalkohol (PVA) sebagai bahan penjerap bahan pencemar yang diubah suai bersama nanoserat.

Tiga jenis mekanisme utama penjerapan bahan tercemar menggunakan penapis udara iaitu penjerapan berdasarkan saiz bahan, penyekat fizikal, dan lekatan permukaan.

 

Mekanisme utama penjerapan bahan pencemar

Sumber: Liu et al. (2015)

Walau bagaimanapun, penggunaan penapis udara ini terhad bagi kawasan tertentu dalam skala yang kecil, kapasiti penjerapan yang sedikit, pelupusan penapis udara ini setelah digunakan adalah tidak mesra alam dan tidak boleh dikitar semula.

Tambahan pula, kedua-dua kaedah konvensional ini didapati tidak begitu berkesan dalam mengatasi masalah pencemaran secara menyeluruh.

Kaedah Fitopemulihan

Fitopemulihan adalah penggunaan organisma hidup bagi mengurangkan kandungan bahan pencemar di persekitaran. Pendekatan fitopemulihan menggunakan mana-mana organisma tumbuhan yang dipanggil sebagai biomonitor dalam proses yang dikenali sebagai fitopemulihan dengan tujuan  mengurangkan bahan pencemar di atmosfera.

Kajian lepas menunjukkan terdapat pelbagai spesis tumbuhan (contohnya pokok tinggi, lumut, algae, paku pakis dan tumbuhan renek) digunakan sebagai biomonitor dan didapati berjaya mengurangkan tahap pencemaran di lokasi kajian masing-masing.

Penggunaan spesis tumbuhan sebagai biomonitor semakin banyak diterokai bagi menggantikan penggunaan teknologi alat konvensional seperti alatan sensor dan penapis udara untuk menentukan kualiti udara dan mengurangkan kuantiti bahan pencemar di atmosfera secara lebih ekonomik dan lebih hijau.

Kajian kini semakin tertumpu kepada keupayaan pokok tinggi sebagai biomonitor di atas faktor-faktor seperti pensampelan yang lebih mudah dan banyak, pengecaman spesis yang lebih mudah serta kecekapan toleransi pokok tinggi terhadap perubahan kualiti persekitaran.

Pemilihan pokok tinggi sebagai biomonitor di sesebuah kawasan pula perlu mengambil beberapa faktor persekitaran seperti pengurusan biojisim pokok yang menyerap logam berat, perlindungan ekosistem daripada spesis yang invasif dan ciri tanah yang bersesuaian dengan penanaman jenis akar.

Ghosh & Singh (2005) menyenaraikan kelebihan dan kekurangan fitopemulihan sebagai langkah pemulihan logam berat seperti berikut:

Kelebihan

• Mengurangkan kepekatan bahan pencemar organik dan tak organik
• Boleh dilakukan secara ex-situ dan in-situ
• Tidak menjejaskan kualiti tanah dan persekitaran
• Tiada penghasilan bahan buangan seperti kaedah konvensional
• Mengurangkan sebaran bahan pencemar
• Tidak memerlukan peralatan canggih atau tenaga kerja mahir
• Persekitaran yang lebih hijau

Kekurangan

• Terhad kepada kawasan zon penanaman pokok sahaja
• Mungkin mengambil masa hingga beberapa tahun
• Terhad kepada kawasan tertentu sahaja
• Biojisim spesis yang menjalani fitopemulihan perlu diuruskan dengan baik kerana mengandungi bahan pencemar
• Faktor cuaca tetap dapat menyebarkan bahan pencemar
• Pengenalan spesis baru kepada kawasan yang tercemar mungkin memberi kesan kepada keseimbangan biodiversiti
• Isu pengurusan biojisism seperti daun yang luruh, dahan patah, pokok tumbang

Ciri-ciri tumbuhan untuk dijadikan sebagai “penapis udara”

Imej via Bidadari

Sementara itu, spesis pokok yang sesuai dijadikan biomonitor perlulah mempunyai ciri-ciri seperti berikut:

• Kadar pertumbuhan yang tinggi
• Penghasilan majoriti biojisim di atas tanah
• Sistem akar yang bercabang dan tersebar
• Translokasi (pengangkutan) logam berat dari tanah ke pucuk
• Pengumpulan logam berat yang tinggi dalam tanah
• Mempunyai toleransi yang tinggi terhadap ketoksikan logam berat
• Beradaptasi dengan baik terhadap perubahan cuaca dan persekitaran
• Kerintangan yang tinggi terhadap serangga perosak dan pathogen
• Senang ditanam dan ditebang
• bukan sumber makanan utama bagi spesis herbivor

Rujukan

1. Ghosh, M., & Singh, S. 2005. A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its byproducts. Applied Ecology and Environmental Research 3(1): 153–179.
2. Liu, C., Hsu, P. C., Lee, H. W., Ye, M., Zheng, G., Liu, N., & Cui, Y. 2015. Transparent air filter for high-efficiency PM 2.5 capture. Nature Communications 6: 6205.