Toksisitas Gas Terhadap Tanaman

Pencemaran udara atau sering kita dengar dengan istilah polusi udara diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan atau komposisi udara dari keadaan normalnya (Wardhana,1999). Pencemaran udara disebabkan oleh berbagai macam zat kimia, baik berdampak langsung maupun tidak langsung yang semakin lama akan semakin mengganggu kehidupan manusia, hewan dan tumbuhan.

Pencemaran udara ini dapat berbentuk padatan, seperti partikel kecil yang disebabkan oleh debu yang berterbangan akibat tiupan angin, asap dari industri dan kendaraan bermotor, dan proses pembusukan sampah organik. Selain berbentuk padatan pencemaran dapat berupa cairan dan gelombang. Pencemaran berupa cairan seperti air hujan maupun bahan kimia yang cukup dominan (bentuk gas seperti Ozon, CO₂), sedangkan pencemaran udara yang berbentuk gelombang seperti kebisingan akibat suara yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor.

Pencemaran udara yang melampaui batas kewajaran akan menimbulkan dampak terhadap makhluk hidup yang hidup di atas bumi ini. Oleh sebab itu, maka perlu kita fahami dampak apa saja yang dapat ditimbulkan oleh pencemaran udara khususnya terhadap tumbuhan.

Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (KEPMEN KLH) No. Kep.02/Men-KLH/1988, yang dimaksudkan dengan pencemaran udara adalah masuk atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke udara dan atau berubahnya tatanan udara oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga kualitas udara turun hingga ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya.

Sumber Toksin

Sumber utama adalah berasal dari transportasi terutama kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar yang mengandung zat pencemar, 60% dari pencemar yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida dan sekitar 15% terdiri dari hidrokarbon (Fardiaz, 1992).

Sumber-sumber pencemar lainnya adalah pembakaran, proses industri, pembuangan limbah dan lain-lain. Pada beberapa daerah perkotaan, kendaraan bermotor menghasilkan 85% dari seluruh pencemaran udara yang terjadi. Kendaraan bermotor ini merupakan pencemar bergerak yang menghasilkan pencemar CO, hidrokarbon yang tidak terbakar sempurna, NOx, SOx dan partikel. Pencemar udara yang lazim dijumpai dalam jumlah yang dapat diamati pada berbagai tempat khususnya di kota-kota besar.

 Menurut Hasketh dan Ahmad dalam Purnomohadi (1995) antara lain adalah:

(1) Nitrogen Oksida (NOx) yaitu senyawa jenis gas yang terdapat di udara bebas, sebagian besar berupa gas nitrit oksida (NO) dan nitrogen oksida (NO2) serta berbagai jenis oksida dalam jumlah yang lebih sedikit. Gas NO tidak berwarna dan tidak berbau, sedangkan gas NO2 berwarna coklat kemerahan, berbau tidak sedap dan cukup menyengat. Berbagai jenis NOx dapat dihasilkan dari proses pembakaran Bahan Bakar Minyak (BBM) dan bahan bakar (BB) fosil lainnya pada suhu tinggi, yang dibuang ke lingkungan melalui cerobong asap pabrik-pabrik di kawasan industri. Gas NOx inipun berbahaya bagi kesehatan dan ternak, dan di kawasan pertanian dapat merusak hasil panen.

(2) Belerang Oksida (SOx), khusunya belerang dioksida (SO2) dan belerang tri-oksida (SO3) adalah senyawa gas berbau tak sedap, yang banyak dijumpai di kawasan industri yang menggunakan batubara dan korkas sebagai BB dan sumber energi utamanya. Belerang oksida juga merupakan salah bentuk gas hasi kegiatan vulkanik, erupsi gunung merapi, sumber gas belerang alami (sulfatar), sumber air panas dan uap panas alami (fumarol). Oksida-oksida ini merupakan penyebab utama karat karena ia sangat reaktif terhadap berbagai jenis logam (membentuk senyawa logam sulfida). Ia juga mengganggu kesehatan, khususnya indra penglihatan dan selaput lendir sekitar saluran pernapasan (hidung, kerongkongan dan lambung). Di kawasan pertanian, gas-gas belerang oksida ini dapat merusak hasil panen.

Respon Tanaman

Pada kebanyakan pencemaran udara, secara sendiri-sendiri atau kombinasi menyebabkan kerusakan dan perubahan fisiologi tanaman yang kemudian diekspresikan dalam gangguan pertumbuhan (Kozlowski, 1991). Pencemaran menyebabkan perubahan pada tingkatan biokimia sel kemudian diikuti oleh peubahan fisiologi pada tingkat individu hingga tingkat komunitas tanaman. Dijelaskan pula bahwa pencemaran udara terhadap tanaman dapat mempengaruhi:

1. Pertumbuhan. Sangat banyak literatur yang menunjukkan bahwa berbagai pencemar udara dan air secara endiri-sendiri dan dalam bentuk kombinai mengurangi pertumbuhan kambium, akar dan bagian reproduktif.

2. Pertumbuhan akar. Baik pencemar gas maupun partikel mengurangi bibit, jumlah pengurangan bervariasi tergantung kepada konsentrasi dan waktu pemaparan. Beberapa studi menunjukkan bahwa pertumbuhan tinggi dari pohon tua dapat berkurang. Sebagai contoh, terjadinya penurunan pertumbuhan tinggi pada beberapa tumbuhan yang disebabkan oleh pencemar SO2, NO2 dan partikel.

3. Pertumbuhan daun. Luasan daun dari suatu pohon dan tegakkan pohon yang terekspose ke pencemar udara dapat berkurang karena pembentukan dan kecepatan absisi daun. Sebagai contoh SO2 mengurangi berat dan luas daun.

 Sebagai gambaran jumlah polutan yang berbentuk gas oleh Walker et al (1996), menyebut angka-angka sebagai berikut :

Jumlah Pollutan Gas yang Dilepas Setiap Tahun Secara

Global (Ton)* Gas	Anthropogenic Sources	Natural Sources**
CO2	6 000 000 000	100 000 000 000
SOx	100 000 000	50 000 000
NOx	68 000 000	20 000 000
CFCs	1 100 000	0

Keterangan :

* Data dari Tolba (1992) dan UNEP (1993)

** Data dari Natural Resources masih diragukan

Beberapa data yang dikemukakan pada akhir 60-an oleh Foy :

1. Kerugian dibidang pertanian sebesar US $ 500 juta setiap tahunnya.

2. Sepanjang jalan bebas hambatan beberapa meter kiri-kanan jalan raya tumbuhan tidak dapat hidup di California (Bregman and Lenoman, 1966).

3. Smog dapat merusak tanaman anggur (Vitis spp.) yang menyebabkan penurunan produksi sampai 25% dibandingkan dengan tanaman anggur yang tidak terkena pencemaran.

Polusi Sulfur Dioksida dapat mematikan tanaman kapas (Gossypium spp.) sedangkan gamdum (Priticium aestivum) sangat peka berbeda terhadap pencemaran Ozon dan Sulfur Dioksida (Foy dalam Rumawas, 1971).

         Di Indonesia, sumber pencemar udara masih terus di teliti. Akan tetapi, perkiraan prosentasi komponen pencemar udara dari transportasi dapat dilihat pada Tabel (Wardhana, 1999).

 Perkiraan Prosentase Komponen Pencemar Udara dari Sumber Pencemar Transportasi di Indonesia.

Komponen Pencemar	Prosentase (%)
CO	70,50
NOx	8,89
SOx	0,88
HC	18,34
Partikel	1,33
Total	100

A.  Kerusakan Makrokopis Daun

Beberapa polutan sekunder diketahui bersifat sangat merusak tanaman. Percobaan dengan cara pengasapan tanam-tanaman dengan NO2 menunjukkan terjadinya bintik-bintik pada daun jika digunakan konsentrasi 1.0 ppm, sedangkan dengan konsrntrasi yang lebih tinggi (3.5 ppm atau lebih) terjadi nekrosis atau kerusakan pada tenunan daun.

Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan 2 komponen gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) , dan keduanya disebut sebagai belerang oksida (SOx). Sama halnya dengan gas yang lain, kerusakan tanaman oleh SOx dipengaruhi oleh dua factor yaitu konsentrasi SOx dan waktu kontak. Kerusakan tiba-tiba (akut ) terjadi jika kontak dengan SOx pada konsentrasi tinggi terjadi dalam waktu tidak lama, dengan gejala beberapa bagian daun menjadi kering dan mati dan biasanya warnanya memucat. Kontak dengan SOx pada konsentrasi rendah dalam waktu lama menyebabkan kerusakan kronis, ditandai dengan menguningnya warna daun karena terhambatnya mekanisme pembentukan klorofil.

B.  Kerusakan Anatomi Daun

Pencemar debu di udara dapat menutupi mulut daun dan hal ini akan membatasi proses transpirasi seperti yang dikemukakan oleh Fakuara (1987) dalam Zubayr (1994). Sedangkan bahan kimia yang berupa gas , sebagai contoh SO2 akan masuk melalui mulut daun kemudian mempengaruhi komposisi cairan sel, dan sel menjadi rusak dan mati.

Pada tumbuhan berdaun lebar, baik SO2 maupun HF menyebabkan kolopsnya selsel bunga karang, diikuti oleh stomata permukaan bawah yang berhubungan dengan epidermis kemudian diikuti oleh kerusakan kloroplast dan merusak jaringan palisade. Jaringan-jaringan vaskular rusak kemudian (Ormond, 1978) Studi ultrastruktur mengenai pengaruh dari fumigasi SO2 terhadap tanaman telah dilakukan dan diperlihatkan bahwa pembengkakan (swelling) dari ruangan dalam tilakoid merupakan suatu dari pengaruh utama SO2 terhadap tanaman. Awalnya pembengkakan ini merupakan fenomena reversibel meskipun waktunya tergantung pada dosis. Beberapa pembengkakan menjadi indikasi adanya kekacauan ionis dan pengasamanan yang terlalu cepat.

Suratin (1991) mengemukakan, berdasarkan hasil penelitiannya diketahui

bahwa kerusakan daun kebanyakan terjadi pada bagian mesofil. Menurutnya terdapat kecendrungan antara kerusakan daun tersebut dengan jumlah kendaraan karena melepaskan gas SOx ,NOx dan partikel. Daun menjadi bagian yang paling menderita, hal ini menjadi karena sebagian besar bahan-bahan pencemaran udara mempengaruhi tanaman melalui daun, yaitu masuk melalui stomata dengan proses difusi molekuler terutama bahan pencemar yang berupa gas.

C.  Kerusakan Khlorofil

Penghambatan terhadap fotosintesis seringkali dipertimbangkan sebagai satu pengaruh utama SO2 terhadap tanaman dan kloroplast, karena kloroplast di anggap sebagai tempat utama dari banyak gangguan yang disebabkan oleh SO2 atau produknya dalam bentuk larutan. Stroma kloroplast umumnya mempunyai pH yang lebih besar dari 7 (mendekati 9 pada cahaya terang) dan dalam kondisi ini membentuk ion sulfit dengan mengorbankan bisulfit ketika terjadi ionis sulfur dalam larutan. Sebagai konsekuensinya pengaruh sulfit sering dipertimbangkan sebagai pemikir kegiatan belerang dioksida dalam kloroplas tetapi jika pH rendah senyawa sulfur akan masuk lebih mudah sebagai larutan belerang dioksida.

Pengaruh SO2 terhadap pigmen fotosintesis sangat besar. Kerusakan klorofil terjadi pada lichenes setelah diberi pemaparan dosis SO2 5 ppm selama 24 jam. Pada konsentrasi tinggi ini, molekul klorofil terdegradasi menjadi phaeophitin dan Mg2+. Pada proses ini molekul Mg2+ dalam molekul kolrofil diganti oleh dua atom hydrogen yang berakibat perubahannya kerakteristik spektrum cahaya dari molekul klorofil. Oleh karena itu, kandungan klorofil sering dijadikan indikator terhadap pencemaran udara (khususnya SO2). Pada lichenes yang sensitif, pemaparan kronis dengan konsentrasi SO2 rendah (0.01 ppm) menyebabkan hilangnya klorofil.

Kerusakan pada daun oleh pencemaran udara dapat dihambat diantaranya dengan adanya lapisan lilin daun. Lilin pada permukaan daun secara fisiologis untuk menahan kehilangan uap air, mengontrol pertukaran gas, mengurangi pelepasan nutrien dan metabolit, dan bertindak sebagai bahan pencemar yang reaktif seperti SO2, NO2 dan O3.

Lilin daun merupakan bagian daun yang penting yang dapat dipercepat rusaknya oleh angin, abrasi, gesekan dan interaksi kimia dengan polutan. Jadi kerusakan lilin daun menyebabkan daun menjadi sensitif terhadap pencemar. Morfologi maupun distribusi lilin pada daun dipengaruhi oleh pencemaran udara. Kerusakan pada permukaan daun (khususnya daun lebar) dapat terjadi oleh hujan asam dengan pH 3 – 3,5 dan konsentrasi sulfat 500 mol/liter, sementara nitrat tidak memiliki pengaruh yang nyata (Cape, 1993).

KESIMPULAN

Polusi udara dapat berbentuk gas, cairan, dan padatan. Reaksi antara gas dan cairan maupun larutan dapat dibawa angin, kemudian terjadi presipitasi yang berakibat terjadinya hujan, embun, fog, smog yang kesemuanya dapat merusak tanaman maupun lingkungan. 

Sumber pencemaran dapat berasal dari gejala alam seperti letusan gunung, emisi industri dan buangan gas dari kendaraan bermotor yang dapat mencemari udara. Hujan asam menyebabkan menurunnya pH perairan dan mengendapnya zat asam di tanah, yang menyebabkan kerusakan bagi tanaman.

Pada kebanyakan pencemaran udara, secara sendiri-sendiri atau kombinasi menyebabkan kerusakan dan perubahan fisiologi tanaman yang kemudian diekspresikan dalam gangguan pertumbuhan. Pencemaran menyebabkan perubahan pada tingkatan biokimia sel kemudian diikuti oleh peubahan fisiologi pada tingkat individu hingga tingkat komunitas tanaman. 

Pencemaran udara terhadap tanaman dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, pertumbuhan akar, dan pertumbuhan daun. Gejala yang sering tampak pada tanaman akibat pencemaran udara adalah kerusakan makrokopis daun, kerusakan khlorofil, dan kerusakan anatomi daun.

DAFTAR PUSTAKA

Batara, E.M.S. 2005. Pencemaran Udara, Respon Tanaman dan Pengaruhnya Pada Manusia. e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara . Medan.

Rahmawaty. 2002. Dampak Pencemaran Udara Terhadap Tumbuhan. digitized by USU digital library .