Pengaruh Pencemaran Udara Terhadap Pertumbuhan

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Polusi udara kota di beberapa kota besar di Indonesia telah sangat memprihatinkan. Beberapa hasil penelitian tentang polusi udara dengan segala resikonya telah dipublikasikan, termasuk resiko kanker darah. Namun, jarang disadari entah berapa ribu warga kota yang meninggal setiap tahunnya karena infeksi saluran pernapasan, asma, maupun kanker paru-paru akibat polusi udara kota. Meskipun sesekali telah turun hujan langit di kota-kota besar di Indonesia tidak biru lagi. Udara kota telah dipenuhi oleh jelaga dan gas-gas yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Diperkirakan dalam sepuluh tahun mendatang terjadi peningkatan jumlah penderita penyakit paru-paru dan saluran pernapasan. Bukan hanya infeksi saluran pernapasan akut yang kini menempati urutan pertama dalam pola penyakit diberbagai wilayah di Indonesia, tetapi juga meningkatnya jumlah penderita penyakit asma dan kanker paru-paru (Nurfadillah, 2013).

Polusi dapat berupa emisi gas ataupun berupa partikulat. Selain itu, polusi juga dapat berupa energi panas atau radiasi sinar, dan kebisingan. Salah satu partikulat dari emisi kendaraan bermotor adalah timbal (Pb). Pencemaran Pb di udara dapat mengganggu kondisi fisik dan mental manusia, sehingga perlu penanganan secara serius. Salah satu cara untuk mengatasi pencemaran adalah dengan konsep pertamanan. Tanaman merupakan komponen utama lanskap (Ariwulan, 2012).

Hal-hal di ataslah yang melatar belakangi dilakukannya praktikum ini sehingga laporan ini dapat dikerjakan.

I.2. Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui pengaruh gas polutan terhadap struktur stomata daun.

I.3. Waktu dan Tempat

Percobaan pengaruh pencemaran udara terhadap pertumbuhan dilaksanakan pada hari jumat, tanggal 25 april 2014, pukul 14.00-17.00 WITA, bertempat di Laboratorium Botani, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti (Nurfadillah, 2013).

Bahan atau zat pencemaran udara sendiri dapat berbentuk gas dan partikel. Banyak faktor yang dapat menyebabkan pencemaran udara, diantaranya pencemaran yang ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia atau kombinasi keduanya. Pencemaran udara dapat mengakibatkan dampak pencemaran udara bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global atau tidak langsung dalam kurun waktu lama (Nurfadillah, 2013).

Pencemar udara dibedakan menjadi dua yaitu, pencemar primer dan pencemar sekunder. Pencemar primer adalah substansi pencemar yang ditimbulkan langsung dari sumber pencemaran udara. Karbon monoksida adalah sebuah contoh dari pencemar udara primer karena merupakan hasil dari pembakaran. Pencemar sekunder adalah substansi pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemar-pencemar primer di atmosfer. Pembentukan ozon dalam smog fotokimia adalah sebuah contoh dari pencemaran udara sekunder (Ariwulan, 2012).

Secara umum definisi udara tercemar adalah perbedaan komposisi udara aktual dengan kondisi udara normal dimana komposisi udara aktual tidak mendukung kehidupan manusia. Bahan atau zat pencemaran udara sendiri dapat berbentuk gas dan partikel. Banyak faktor yang dapat menyebabkan pencemaran udara, diantaranya pencemaran yang ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia atau kombinasi keduanya. Pencemaran udara dapat mengakibatkan dampak pencemaran udara bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global atau tidak langsung dalam kurun waktu lama (Ariwulan, 2012).

Pencemaran udara disebabkan oleh asap buangan, misalnya gas CO₂ hasil pembakaran, SO, SO₂, CFC, CO, dan asap rokok (Nurfadillah, 2013).

1. CO₂

Pencemaran udara yang paling menonjol adalah semakin meningkatnya kadar CO2 di udara. Karbon dioksida itu berasal dari pabrik, mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar fosil (batubara, minyak bumi), juga dari mobil, kapal, pesawat terbang, dan pembakaran kayu. Meningkatnya kadar CO2 di udara tidak segera diubah menjadi oksigen oleh tumbuhan karena banyak hutan di seluruh dunia yang ditebang. Sebagaimana diuraikan diatas, hal demikian dapat mengakibatkan efek rumah kaca.

2. CO

Di lingkungan rumah dapat pula terjadi pencemaran. Misalnya, menghidupkan mesin mobil di dalam garasi tertutup. Jika proses pembakaran di mesin tidak sempurna, maka proses pembakaran itu menghasilkan gas CO (karbon monoksida) yang keluar memenuhi ruangan. Hal ini dapat membahayakan orang yang ada di garasi tersebut. Selain itu, menghidupkan AC ketika tidur di dalam mobil dalam keadaan tertutup juga berbahaya. Bocoran gas CO dari knalpot akan masuk ke dalam mobil, sehingga dapat menyebabkan kematian.

3. CFC

Pencemaran udara yang berbahaya lainnya adalah gas khloro fluoro karbon (disingkat CFC). Gas CFC digunakan sebagai gas pengembang, karena tidak beraksi, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berbahaya. Gas ini dapat digunakan misalnya untuk mengembangkan busa (busa kursi), untuk AC (freon), pendingin pada almari es, dan penyemprot rambut (hair spray).

Gas CFC yang membumbung tinggi dapat mencapai stratosfer terdapat lapisan gas ozon (O₃). Lapisan ozon ini merupakan pelindung bumi dari pengaruh cahaya ultraviolet. Kalau tidakl ada lapisan ozon, radiasi cahaya ultraviolet mencapai permukaan bumi, menyebabkan kematian organisme, tumbuhan menjadi kerdil, menimbulkan mutasi genetik, menyebebkan kanker kulit atau kanker retina mata. Jika gas CFC mencapai ozon, akan terjadi reaksi antara CFC dan ozon, sehingga lapisan ozon tersebut “berlubang” yang disebut sebagai “lubang” ozon. Menurut pengamatan melalui pesawat luar angkasa, lubang ozon di kutub Selatan semakin lebar. Saat ini luasnya telah melebihi tiga kali luas benua Eropa. Karena itu penggunaan AC harus dibatasi.

4. SO, SO₂

Gas belerang oksida (SO, SO₂) di udara juga dihasilkan oleh pembakaran fosil (minyak, batubara). Gas tersebut dapat beraksi dengan gas nitrogen oksida dan air hujan, yang menyebabkan air hujan menjadi asam. Maka terjadilah hujan asam.

Hujan asam mengakibatkan tumbuhan dan hewan-hewan tanah mati. Produksi pertanian merosot. Besi dan logam mudah berkarat. Bangunan-bangunan kuno, seperti candi, menjadi cepat aus dan rusak. Demikian pula bangunan gedungdan jembatan.

5. Asap Rokok

Polutan udara yang lain yang berbahaya bagi kesehatan adalah asap rokok. Asap rokok mengandung berbagai bahan pencemar yang dapat menyababkan batuk kronis, kanker patu-paru, mempengaruhi janin dalam kandungan dan berbagai gangguan kesehatan lainnya.

Tanaman mampu mengabsorpsi beberapa jenis polutan dengan efektif, sehingga dapat berperan dalam membersihkan atmosfer dari polusi. Polutan terabsorpsi terikut dalam proses metabolisme. Namun demikian, keefektivan tanaman dalam menyerap polutan akan semakin berkurang dengan peningkatan konsentrasi polutan. Dampak lanjutannya adalah terganggunya fungsi tanaman dalam lingkungan. Dengan demikian, ketahanan tanaman terhadap tingkat polutan menjadi faktor yang penting dalam pemilihan jenis tanaman pereduksi Pb di udara (Salisbury, dan Ross, 1995).

Tumbuhan yang hidup di daerah tercemar memiliki mekanisme pe-nyesuaian yang membuat polutan menjadi nonaktif dan disimpan di dalam jaringan tua sehingga tidak membahayakan pertumbuhan dan kehidupan tumbuhan. Polutan tersebut akan memberi pengaruh jika dikeluarkan melalui metabolisme jaringan atau jika tumbuhan tersebut dikonsumsi. Pemberian polutan dapat merangsang kemampuannya untuk bertahan pada tingkat yang lebih toksik (Dwidjoseputro, 1986).

Kondisi udara yang terpolusi akan mempengaruhi lingkungan, termasuk vegetasi pada lanskap yang ditanam untuk menjerap polutan. Sebagian besar bahan-bahan pencemar udara mempengaruhi tanaman melalui daun. Jaringan daun terdiri dari epidermis, mesofil, dan berkas pembuluh. Mekanisme tanaman untuk bertahan dari zat pencemar udara adalah melalui pergerakan membuka dan menutup stomata dan proses detoksifikasi. Masuknya partikel Pb ke dalam jaringan daun karena ukuran stomata daun yang cukup besar dan ukuran partikel Pb yang lebih kecil daripada ukuran stomata. Timbal (Pb) masuk ke dalam daun melalui proses penjerapan pasif. Akumulasi Pb di dalam jaringan daun akan lebih besar daripada bagian lainnya (Salisbury dan Ross, 1995).

Partikel yang menempel pada permukaan daun berasal dari tiga proses yaitu (Salisbury dan Ross, 1995):

1.      sedimentasi akibat gaya gravitasi

2.      tumbukan akibat turbulensi angin

3.      pengendapan yang berhubungan dengan hujan. Celah stomata mempunyai panjang sekitar 10 μm dan lebar antara 2 –7 μm. Oleh karena ukuran Pb yang demikian kecil, yaitu kurang dari 4 μm dan rerata 0,2 μm maka partikel akan masuk ke dalam daun lewat celah stomata serta menetap dalam jaringan daun dan menumpuk di antara celah sel jaringan pagar/polisadedan atau jaringan bunga karang/spongi tissue.

Beberapa perubahan yang terjadi pada tumbuhan yang dapat digunakan sebagai indikator pencemaran antara lain perkecambahan, perubahan morfologi, perubahan biokemis dan fisiologi. Yunus dan Ahmad (1980) telah mengamati bahwa daun tumbuhan di daerah yang tercemar oleh debu dari pabrik semen mempunyai kerapatan stomata dan trichomata yang tinggi, sel epidermis dan ukuran trichomata lebih kecil dibandingkan dengan bila tidak tercemar (Ariwulan, 2012).

Daun merupakan suatu bagian tumbuhan yang penting. Daun biasanya tipis, melebar,kaya akan suatu zat warna hijau yang dinamakan klorofil. Daun memiliki beberapa fungsi antara lain : pengambilan zat-zat makanan (resorbsi),pengolahan zat-zat makanan (asimilasi), penguapan air (transpirasi), pernafasan (respirasi). Air beserta garam-garam diambil dari tanah oleh akar tumbuhan, sedangkan gas asam arang CO₂ yang merupakan zat makanan pula bagi tumbuhan diambil dari udara melalui celah-celah yang halus yang disebut mulut daun (stoma) masuk kedalam daun (Tjitrosoepomo, 2005).

Stomata berasal dari bahasa Yunani yaitu stoma yang berarti lubang atau porus, jadi stomata adalah lubang-lubang kecil berbentuk lonjong yang dikelilingi oleh dua sel epidermis khusus yang disebut sel penutup (Guard Cell), dimana sel penutup tersebut adalah sel-sel epidermis yang telah mengalami kejadian perubahan bentuk dan fungsi yang dapat mengatur besarnya lubang-lubang yang ada diantaranya (Kartasaputra, 1988).

Tumbuhan tersusun dari berbagai organ seperti akar, batang, daun dan organ reproduksi. Organ-organ tersebut juga tersusun dari berbagai jaringan, seperti jaringan meristem, parenkim, sklerenkim, kolenkim, epidermis dan jaringan pengangkut (Rompas, Dkk., 2011).

Stomata biasanya ditemukan pada bagian tumbuhan yang berhubungan dengan udara terutama di daun, batang dan rizoma (Fahn 1991). Stomata umumnya terdapat pada permukaan bawah daun, tetapi ada beberapa spesies tumbuhan dengan stomata pada permukaan atas dan bawah daun. Ada pula tumbuhan yang hanya mempunyai stomata pada permukaan atas daun, misalnya pada bunga lili air. Bentuk atau tipe stomata dibedakan atas 4 yaitu anomositik, anisositik, parasitik dan diasitik (Rompas, dkk.,)

Menurut fungsi, bentuk, ukuran dan susunan sel-sel epidermis tidaklah sama atau berbeda pada berbagai jenis tumbuhan, demikian juga dengan bentuk atau tipe stomata (Fahn 1991). Walaupun berbeda epidermisnya, semua epidermis tersusun rapat satu sama lain dan membentuk bangunan padat tanpa ruang antar sel (Rompas, dkk., 2011).

Setiap jenis tumbuhan mempunyai struktur sel epidermis yang berbeda. Perbedaan struktur sel epidermis yang dimaksud dapat berupa bentuk dan susunan sel epidermis, letak atau kedudukan stomata terhadap sel tetangga, arah membukanya stomata, bentuk stomata, jumlah sel epidermis dan stomata, jarak antara stomata dan panjang sel epidermis dan stomata (Rompas, dkk.,).

Stomata pada umumnya terdapat pada bagian-bagian tumbuhan yang berwarna hijau, terutama sekali pada daun-daun tanaman. Pada submerged aquatic plant atau tumbuhan yang hidup dibawah permukaan air terdapat alat-alat yang strukturnya mirip dengan stomata, padahal alat-alat tersebut bukanlah stomata. Pada daun-daun yang berwarna hijau stomata terdapat pada satu permukaannya saja (Kartasaputra, 1988).

Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap sehingga memungkinkan masuknya CO₂ yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses pembukaan memerlukan waktu 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap secara tiba-tiba (Salisbury dan Ross, 1995).

Pada tumbuhan dikotil, berdasarkan susunan sel epidermis yang ada di samping sel penutup dibedakan menjadi empat tipe stomata, yaitu (Nurfadillah, 2013) :

1)      Anomositik, sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel yang tidak beda ukuran dan bentuknya dari sel epidermis lainnya. Umum pada Ranuculaceae, Cucurbitaceae, Malvaceae.

2)      Anisositik, sel penutup diiringi 3 buah sel tetangga yang tidak sama besar. Misalnya pada Cruciferae, Nicotiana, Solanum.

3)      Parasitik, setiap sel penutup diiringi sebuah sel tetangga/lebih dengan sumbu panjang sel tetangga itu sejajar sumbu sel penutup serta celah. Pada Rubiaceae, Magnoliaceae, Convolvulaceae, Mimosaceae.

4)      Diasitik, setiap stoma dikelilingi oleh 2 sel tetangga yang tegak lurus terhadap sumbu panjang sel penutup dan celah. Pada Caryophylaceae, Acanthaceae.

DAFTAR PUSTAKA

Ariwulan, D., R., 2012. Pengaruh Pencemaran Udara. http://nightray13-kuro.blogspot.com/2012/05/spt-2-perc5-pengaruh-pencemaran-udara.html, diakses pada hari minggu 27 april 2014, pukul 19.34 WITA.

Dwidjoseputro, D., 1986. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Kartasaputra, A. G., 1988. Pengantar Anatomi Tumbuh-tumbuhan Tentang Sel dan Jaringan. Bina Aksara, Jakarta.

Nurfadillah, A., 2013. Pengaruh Pencemaran Udara Terhadap Pertumbuhan http://anurfadlilah.tumblr.com/post/48598886317/pengaruh-pencemaran-udara-terhadap-pertumbuhan, diakses pada hari minggu 27 april 2014 pukul 20.00 WITA.

Rompas, Y., Rampe, L. H., Rumondor J. M., 2011. Struktur Sel Epidermis dan Stomata Daun Beberapa Tumbuhan Suku Orchidaceae. Jurusan Biologi fakultas MIPA, Universitas sam Ratulangi Manado, Jurnal Bioslogos. Vol 1 (13-19).

Salisbury, F. B., dan Cleon W. Ross, 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. ITB Press, Bandung.

Tjitrosoepomo, Gembong, 2005. Morfologi Tumbuhan. UGM Press, Yogyakarta.

Yanis, 2012. Jaringan Tumbuhan dan Stomata  Daun. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://belajar-pintaryanis.blogspot.com/2012/04/jaringan-tumbuhan.html, diakses pada hari minggu 27 april 2014, pukul 22.20 WITA.