Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

PENYERAPAN ARSEN OLEH TUMBUHAN Disbatraksikan oleh Smno.jursntnhfpub.2014.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "PENYERAPAN ARSEN OLEH TUMBUHAN Disbatraksikan oleh Smno.jursntnhfpub.2014."— Transcript presentasi:

1 PENYERAPAN ARSEN OLEH TUMBUHAN Disbatraksikan oleh Smno.jursntnhfpub.2014

2 Mekanisme yang dilakukan oleh Pteris vittata (L.) untuk mengakumulasikan arsen (As) belum sepenuhnya dapat dijelaskan secara saintifik. Dai et al. (2013) menyelidiki bagaimana P. vittata mentolerir konsentrasi tinggi arsenit, dengan cara membandingkan toksisitas berbagai senyawa As bagi P. vittata dan Arabidopsis thaliana (L.). Fito-toksisitas spesies As ternyata berada pada urutan arsenit > arsenat > asam dimethylarsinic (DMAA) dalam A. thaliana, dan urutan DMAA > arsenat > arsenit dalam P. vittata. Kalus P. vittata mempunyai kemampuan yang lebih lemah untuk menyerap arsenit daripada arsenat. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa P. vittata memiliki mekanisme akumulasi As dan detoksifikasi As.. Dai,W., X.Yang, H.Chen, W.Xu, Z.He dan M.Ma Phytotoxicities of inorganic arsenic and dimethylarsinic acid to Arabidopsis thaliana and Pteris vittata. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 91(6):

3 Gonzaga, Santos dan Ma (2006) melakukan percobaan rumah kaca untuk mengevaluasi pengaruh serapan arsenik oleh tumbuhan hiperakumulator arsenik Pteris vittata L. dan hiperakumulator non-arsenik Nephrolepis exaltata L. terhadap kimiawi arsenik dalam tanah dan dalam rizosfer. Tanaman ditanam selama delapan minggu dalam rhizopot dengan tanah yang mengandung 105 mg / kg arsenik. Arsenik tanah difraksinasi menjadi lima fraksi dengan tingkat ketersediaan yang semakin menurun, yaitu: As terikat secara non- spesifik (N), As terikat secara khusus (S), As terikat amorf hydrous-oksida (A), As terikat kristal-hydrous oxide (C), dan As residual (R). Tanaman P. vittata menghasilkan biomassa lebih besar (7.38 vs mg / tanaman) dan menyerap lebih banyak arsen (2,61 vs 0,09 mg / pot arsenik) daripada N. exaltata. Pertumbuhan tanaman mengurangi jumlah arsenik yang larut air, dan meningkatkan pH tanah (P. vittata) di dalam rizosfer. Tanaman P. vittata lebih efisien daripada tanaman N. exaltata dalam mengakses arsenik dari semua fraksi (39-64% vs penurunan 5-39%). Namun, sebagian besar arsenik diambil oleh kedua tanaman itu dari fraksi A (67-77%) di tanah rhizosfer, yang paling melimpah (61,5%) bukan yang paling tersedia (fraksi N). Gonzaga, S.M.I. J.A.Santos dan L.Q.Ma Arsenic chemistry in the rhizosphere of Pteris vittata L. and Nephrolepis exaltata L. Environ. Pollut., 143(2):

4 Zhang et al. (2008) meneliti akumulasi As dan toleransi pakis air Azolla. Sebanyak lima puluh strain Azolla menunjukkan variasi akumulasi As yang snagat besar. Azolla carolininia mengakumulasikan As dua kali lebih banyak dibandingkan dengan Azolla filiculoides, karena laju penyerapan yang lebih tinggi untuk arsenat. Jenis A. filiculoides lebih tahan terhadap arsenat eksternal karena penyerapan As lebih rendah. Kedua strain ini menunjukkan tingkat toleransi yang sama terhadap As intern. Arsenat dan arsenit merupakan spesies As yang dominan dalam kedua strain Azolla, sedangkan spesies As-metilasi hanya < 5% dari total As. Jenis A. filiculoides memiliki proporsi arsenite yang lebih tinggi daripada jenis A. carolininia. Kedua strain ini mengekskresikan lebih banyak arsenate daripada arsenite, dan jumlah penyerapan As sebanding dengan jumlah akumulasi As. Potensi Azolla yang tumbuh di lahan sawah untuk mengurangi transfer As dari tanah dan air ke dalam tanaman padi masih harus dievaluasi (Zhang et al., 2008).. Zhang, X., A.J.Lin, F.J.Zhao, G.Z.Xu, G.L.Duan dan Y.G.Zhu Arsenic accumulation by the aquatic fern Azolla: comparison of arsenate uptake, speciation and efflux by A. caroliniana and A. filiculoides. Environ. Pollut., 156(3):

5 Duckweeds adalah makrofita yang banyak ditemukan dalam lingkungan sawah dan lingkungan akuatik lainnya. Zhang et al. (2009) menyelidiki akumulasi arsen (As), spesiasi As dan toleransi tumbuhan duckweed (Wolffia globosa) dan potensinya untuk fitofiltrasi As. Ketika tumbuh dengan media yang mengandung 1 microm arsenate, W. globosa mengakumulasikan dua hingga sepuluh kali lebih banyak daripada jenis duckweed lainnya atau spesies Azolla yang diuji. Jenis W. globosa mampu mengakumulasikan > 1000 mg / kg As bobot kering daun (DW), dan mentolerir hingga 400 mg / kg As DW. Pada rentang konsentrasi rendah, tingkat penyerapan adalah serupa untuk arsenate dan arsenit, tetapi pada kisaran konsentrasi tinggi, arsenit diserap lebih cepat. Arsenit adalah spesies As yang dominan (90% dari total As) pada duckweed yang terpapar arsenat dan arsenit. Jenis W. globosa lebih tahan terhadap arsenat eksternal daripada arsenit, tetapi menunjukkan tingkat toleransi internal yang sama. Jenis W. globosa denganc epat dapat menurunkan arsenat dalam larutan, tetapi juga mengekskresikan arsenit. Wolffia globosa merupakan akumulator As yang kuat dan tanaman model yang menarik untuk mempelajari serapan As dan metabolismenya karena kurangnya barier translokasi As dari akar masuk ke daun pakis. Zhang, X., F.J.Zhao, Q.Huang, P.N.Williams, G.X.Sun dan Y.G.Zhu Arsenic uptake and speciation in the rootless duckweed Wolffia globosa. New Phytol., 182(2):

6 Toleransi arsenat pada tanaman Holcus lanatus dicapai terutama melalui penghambatan penyerapan arsenat. Logoteta, et al. (2009) menunjukkan bahwa akar tanaman dapat dengan cepat mengekskresikan arsenit ke media eksternal. Penelitian ini mengkaji apakah ekskresi arsenit merupakan komponen dari toleransi adaptif arsenat dalam tanaman H. lanatus. Fenotipe toleran dan nontolerant dipapar dnegan konsentrasi arsenat yang berbeda dengan atau tanpa fosfat selama 24 jam, dan spesiasi arsen (As) ditentukan dalam larutan hara, akar dan getah xilem. Pada konsentrasi paparan arsenate yang sama, fenotip nontolerant menyerap lebih banyak arsenat dan mengekskresikan lebih banyak arsenit dari pada fenotipe tanaman yang toleran. Namun demikian, ekskresi arsenit sebanding dengan penyerapan arsenat dan tidak meningkatk dalam fenotipe toleran. Dalam periode jam, sebagian besar (80-100%) dari arsenat yang diserap ternyata diekskresikan ke dalam media tumbuhnya sebagai arsenit. Sekitar 86-95% dari Arsens dalam akar dan sebagian besar Arsens dalam getah xilem ( 66%) berupa spesies arsenit, dan tidak ada perbedaan yang signifikan di antara kedua fenotipe tanaman. Ekskresi Arsenit yang tidak adaptif ternyata ditingkatkan dalam fenotipe H. lanatus yang toleran, tetapi bisa menjadi mekanisme toleransi yang sangat mengurangi beban As selular pada kedua fenotipe. Fenotipe toleran dan nontolerant memiliki kapasitas yang sama untuk mereduksi arsenat di akar (Logoteta, et al., 2009).. Logoteta, B, X.Y.Xu, M.R.Macnair, S.P.McGrath dan F.J.Zhao Arsenite efflux is not enhanced in the arsenate-tolerant phenotype of Holcus lanatus. New Phytol., 183(2):

7 Fitoremediasi adalah teknologi hijau berbasis tanaman, telah menerima perhatian yang semakin banyak setelah ditemukannya tanaman hiper-akumulasi yang mampu mengakumulaiskan, mentranslokasi, dan mengkonsentrasikan sejumlah besar unsur- unsur beracun tertentu di bagian tanaman di atas tanah dan dipanen. Fitoremediasi meliputi beberapa proses, yaitu fitoekstraksi, fitodegradasi, rhizofiltrasi, fitostabilisasi dan fitovolatilisasi. Beberapa jenis tanaman daratan dan tanaman akuatik telah diuji mampu menyembuhkan tanah dan air yang terkontaminasi As. Rahman dan Hasegawa (2011) meneliti sejumlah spesies tanaman air untuk remediasi kontaminan beracun seperti As, Zn, Cd, Cu, Pb, Cr, Hg, dll. Arsenik merupakan salah satu unsur-unsur beracun yang mematikan, Arsenik didistribusikan secara luas dalam sistem akuatik sebagai hasil pelarutan mineral dari batuan vulkanik atau sedimen serta dari pengenceran air panas bumi. Selain itu, penguraian limbah pertanian dan limbah industri juga terlibat dalam kontaminasi arsenik di perairan alami. Beberapa tanaman air telah dilaporkan mampu mengakumulasikan tingkat tinggi arsenik dari air yang terkontaminasi. Eceng gondok (Eichhornia crassipes), Duckweeds (Lemna gibba, Lemna minor, Spirodela polyrhiza), kangkung (Ipomoea aquatica), pakis air (Azolla carolininia, Azolla filiculoides, dan Azolla pinnata), kubis air (Pistia stratiotes), Hydrilla (Hydrilla verticillata) dan selada air (Lepidium sativum) telah dipelajari kemampuannya menyerap arsenik dan mekanismenya, dan untuk mengevaluasi potensinya mereka dalam teknologi fitoremediasi. Tumbuhan air ternyata berpotensi dalam fitoremediasi arsenik.. Rahman, M.A. dan H.Hasegawa Aquatic arsenic: phytoremediation using floating macrophytes. Chemosphere, 83(5):

8 Pakis Pityrogramma calomelanos adalah hiperakumulator arsenik yang tumbuh dengan mudah pada tanah-tanah yang terkontaminasi arsenik di daerah Ron Phibun Thailand selatan (Francesconi. 2002). Pakis P. calomelanos mengakumulasikan arsenik terutama di dalam daun (hingga 8350 mcg As / g massa kering) sedangkan rhizoids mengandung konsentrasi As yang terendah ( mcg As / g massa kering). Spesies arsenik dalam ekstrak air dari tanaman pakis dan tanah ditentukan dengan kromatografi cair berkinerja tinggi digabungkan dengan spektrometer induktif (HPLC-ICPMS) yang berfungsi sebagai detektor khusus arsenik. Hanya sebagian kecil arsenik (6,1-12%) dalam tanah dapat diekstraks ke dalam air, dan sebagian besar arsen ini (> 97%) berupa arsenat. Spesies arsenik dalam rhizoids pakis adalah sekitar 60% dapat diekstrak dengan air, 95% berupa arsenat. Sebaliknya, spesies arsenik dalam daun pakis mudah diekstraks dengan air (86-93%), berbentuk arsenit (60-72%) dan sisanya berbentuk arsenat. Methyl-arsonate dan dimethyl-arsinate terdeteksi dalam dua sampel pakis. Perkiraan awal potensi fitoremediasi menunjukkan bahwa pakis P. calomelanos mungkin menyerap sekitar 2% dari beban arsenik tanah per tahun. Dengan mempertimbangan spesies arsenik yang ada dalam tanaman pakis, dan kelarutannya dalam air, maka pilihan untuk membuang biomasa pakis kaya arsenik ke dalam ekosistem laut harus diminimumkan.. Francesconi, K., P.Visoottiviseth, W.Sridokchan dan W.Goessler Arsenic species in an arsenic hyperaccumulating fern, Pityrogramma calomelanos: a potential phytoremediator of arsenic- contaminated soils. Sci. Total Environ., 284(1-3):

9 Ceratophyllum-demersum L. adalah terendam macrophyte luas di lingkungan perairan. Xue et al. (2012) melakukan percobaan simulasi di laboratorium untuk menyelidiki akumulasi arsen (As), spesiasi, dan ekskresi As dari tanaman C. demersum yang dipapar dengan larutan arsenat dan arsenit. Tunas tanaman menunjukkan akumulasi As yang signifikan dengan maksimum 862 dan 963 μg As /g berat kering setelah 4 hari paparan 10 μM arsenate dan arsenit. Terlepas dari apakah arsenat atau arsenit yang dipasok ke tanaman, arsenit adalah spesies dominan di pucuk tanaman. Selain itu, tingkat masuknya arsenat lebih tinggi dibandingkan dengan arsenit pada tanaman C. demersum yang dipapar larutan Arsens tanpa penambahan fosfat (P). Serapan arsenat ini sangat dihambat oleh P, hal ini menunjukkan bahwa arsenat diserap oleh C. demersum melalui transporter fosfat. Namun demikian, serapan arsenit tidak terpengaruh oleh P dan nyata berkurang dengan adanya gliserol dan antimonite (Sb); hal ini menunjukkan adanya kontribusi jalur transportasi aquaporin. Selain itu, C. demersum cepat mereduksi arsenat menjadi arsenit dalam tunas tanaman dan mengekskresikan sebagian besar (> 60%) ke dalam solusi eksternal. Ekskresi arsenit jauh lebih tinggi daripada arsenat; maka ekskresi arsenite seharusnya merupakan proses aktif dan pasif, dan ekskresi arsenate melalui ekskresi pasif (Xue et al., 2012).. Xue, P., C.Yan, G.Sun dan Z.Luo Arsenic accumulation and speciation in the submerged macrophyte Ceratophyllum demersum L. Environ. Sci. Pollut. Res. Int., 19(9):

10 Toksisitas arsenik telah menjadi perhatian global karena kontaminasi yang terus meningkat dari air, tanah dan tanaman di berbagai wilayah di dunia. Untuk membatasi dampak merusak dari senyawa arsenik, diperlukan strategi yang efisien seperti fitoremediasi. Tanaman yang sesuai, termasuk pakis hiper-akumulasi arsenik dan tanaman air yang mampu menyelesaikan siklus hidupnya dalam kondisi terpapar konsentrasi tinggi arsenik melalui aksi bersama dari reduksi arsenate menjadi arsenit, kompleksasi arsenit, dan kompartementalisasi senyawa kompleks As dan arsenik anorganik (Tripathi, et al., 2007). Toleransi juga dapat dicapai dengan menurunkan serapan arsenik dengan menekan aktivitas transportasi fosfat, jalur utama untuk masuk arsenat. Dalam banyak organisme uniseluler, toleransi arsenik didasarkan pada penghapusan arsenit sitosol yang aktif sambil membatasi penyerapan arsenat. Studi molekuler terbaru telah mengungkapkan banyak produk gen yang terlibat dalam proses ini, menyediakan alat-alat untuk meningkatkan spesies tanaman dan mengoptimalkan fitoremediasi. Namun demikian, sejauh ini hanya gen tunggal telah dapat dimanipulasi, yang memiliki kemampuan terbatas. Peneliti membahas kemajuan terbaru dan aplikasi potensialnya, terutama dalam konteks pendekatan rekayasa multigenik (Tripathi, et al., 2007). Tripathi, R.D., S.Srivastava, S.Mishra, N.Singh, R.Tuli, D.K.Gupta dan F.J.Maathuis Arsenic hazards: strategies for tolerance and remediation by plants. Trends Biotechnol., 25(4):

11 Wongkongkatep et al. (2003) meneliti sembilan belas spesies pakis asli yang dikumpulkan dari daerah Thailand dengan konsentrasi arsenik yang tinggi dalam tanah dan air tanah akibat pertambangan timah, jenis-jenis ini dipilih untuk konsentrasi arsenik yang tinggi dalam daunnya. Dua spesies pakis ditemukan kaya arsenik dalam daunnya di alam, yaitu: Pityrogramma calomelanos ( mcg /g berat kering) dan Pteris vittata (79 mcg /g bobot kering). Dalam budidaya hidroponik, jenis Pityrogramma calomelanos (pakis perak) mampu mengakumulasi arsenik dalam daunnya pada tingkat 4616 mcg /g berat kering). Akumulasi arsenik dalam daun Pityrogramma calomelanos dua kali lipat dengan penambahan EDTA (asam Ethelenediamine tetraacetic) sebagai agen pembentuk khelat. Akumulasi tertinggi terjadi 6 minggu setelah paparan 10 mg /L arsenik sebagai dinatrium hidrogen arsenat. Penambahan zat pengkelat lain, DMS (asam dimercaptosuccinic), mengakibatkan penurunan 5 kali lipat konsentrasi arsenik dalam daun-daun Pityrogramma calomelanos dibandingkan dengan kontrol setelah 6 minggu paparan arsenik. Efek kontras dari EDTA dan DMSA ini disebabkan oleh pengikatan yang kuat gugusan thiol dengan ion arsenik. Penelitian ini menunjukkan bahwa serapan Pityrogramma calomelanos dan translokasi arsenik dalam bentuk arsenat dan arsenit, bukan kompleks As-DMSA. Dengan menggunakan perhitungan efisiensi fito-ekstraksi, dapat diketahui bahwa Pityrogramma calomelanos memberikan efisiensi fito-ekstraksi arsenik yang tertinggi pada enam minggu setelah paparan arsenik dalam perlakuan EDTA, dengan efisiensi 77,8 mg As berdasarkan biomassa seluruh tanaman. Wongkongkatep, J., K.Fukushi, P.Parkpian, R.D.DeLaune dan A.Jugsujinda Arsenic uptake by native fern species in Thailand: effect of chelating agents on hyperaccumulation of arsenic by Pityrogramma calomelanos. Jour. Environ. Sci. Health. A Tox Hazard Subst. Environ. Eng., 38(12):

12 Kontaminasi arsenik di seluruh dunia dalam sistem air memerlukan pengembangan teknologi fitoremediasi in situ yang mudah dan murah. Hydrilla verticillata (Lf) Royle, sejenis makrofita akuatik tumbuh secara luas di seluruh dunia, jenis ini memiliki potensi untuk secara efektif menghilangkan logam berat dari perairan. Xue dan Yan (2011) mengkaji potensi H. verticillata untuk fito-filtrasi As dan dampaknya terhadap siklus As dalam sistem akuatik, lingkup penelitian ini meliputi akumulasi As, spesiasi As dan translokasi As dalam tumbuhan H. verticillata. Tunas tanaman menunjukkan akumulasi As yang signifikan, maksimumnya > 700 ug /g berat kering (DW) setelah terpapar 20 μM arsenat [As (V)] atau arsenit [As (III)] selama empat hari, dengan tidak ada perbedaan yang signifikan antara perlakuan As (V) dan As (III). Selain itu, hasil dari dalam percobaan transportasi planta menunjukkan bahwa, setelah paparan akar dan daun dengan 2μM As (V) dan As (III) selama empat hari, faktor biokonsentrasi (BCF) akar untuk As (V) hampir dua kali lipat dibandingkan dengan As (III). Nilai BCFs As pada akar cukup tinggi dibandingkan dengan nilai-nilainya pada daun. Akumulasi Arsenik terutama pada dinding sel akar (> 73% dari total As dalam akar) dan pada bagian yang larut dari daun (> 60% dari total As dalam daun). Terlepas dari bentuk As yang disediakan [As (III) atau As (V)], ternyata bentuk As (V) adalah bentuk dominan dalam akar dan As (III) adalah bentuk dominan dalam daun. Selanjutnya, translokasi basipetal As dalam tanaman ini (≥ 17%) ternyata lebih tinggi daripada translokasi acropetal (≤ 3%). Karena kemampuannya mengakumulasikan As dalam daun dan imobilisasi As dalam akar, maka H. verticillata dapat berguna sebagai fito-filtrator Arsen untuk bioremediasi.. Xue, P.Y. dan C.Z.Yan Arsenic accumulation and translocation in the submerged macrophyte Hydrilla verticillata (L.f.) Royle. Chemosphere., 85(7):

13 Anderson et al. (2011) mengkaji potensi dua jenis tumbuhan, yaitu Thelypteris palustris (rawa pakis) dan Asparagus sprengeri (pakis asparagus), untuk fitoremediasi kontaminasi arsenik. Tanaman ini dipilih untuk penelitian karena penemuan hiper- akumulasi As oleh pakis, Pteris vittata (Ma et al., 2001) dan hasil-hasil penelitian sebelumnya bahwa pakis asparagus mampu mentolerir konsnetrasi As dalam atanah > 1200 ppm. Penelitian ini dilakukan untuk (1) menilai apakah tumbuhan yang dipilih ini mempunyai kemampuan hiperakumulator As; dan (2) menilai perubahan spesies arsenik pada akumulasi dalam tanaman. Perlakuan percobaan rumah kaca hidroponik arsenik dilakukan dengan menambahkan kalium arsenat ke dalam larutan hara. Semua tumbuhan ditempatkan ke dalam percobaan hidroponik. Tumbuhan pakis rawan dan pakis asparagus dapat mengakumulasikan arsenik. Tumbuhan pakis rawa mempunyai faktor bioakumulasi (> 10) berada dalam kisaran hiperakumulator; sehingga Pteris vittata dan Thelypteris palustris ini dapat menjadi tumbuhan yang baik untuk remediasi kontaminasi As tanah pada tingkat i < atau = 500 mcg / L arsenik. Total oksidasi As (III) menjadi As (V) tidak terjadi pada pakis asparagus. Pakis Asparagus toleran arsen (faktor bioakumulasinya <10), tetapi tidak dianggap sebagai kandidat fitoremediasi yang baik. Anderson, L.L., M.Walsh, A.Roy, C.M.Bianchetti dan G.Merchan The potential of Thelypteris palustris and Asparagus sprengeri in phytoremediation of arsenic contamination. Int. J. Phytoremediation, 13(2):

14 Akumulasi arsen (As) pada tanaman padi (Oryza sativa L.) sangat menarik mengingat asupan makanan beras berpotensi jalur paparan As utama di negara-negara dimana tanaman padi mendapatkan irigasi dengan air tanah yang terkontaminasi As. Smith et al. (2008) melakukan percobaan padi skala kecil untuk mengevaluasi penyerapan As oleh tanaman padi. Konsentrasi arsenik dalam jaringan tanaman padi meningkat dengan urutan butir << daun < batang <<< akar. Konsentrasi As dalam beras melebihi konsentrasi yang diizinkan di Australia, yaitu maksimum 1 mg / kg. Spesiasi As dalam jaringan tanaman padi dianalisis dengan menggunakan prosedur ekstraksi protein dimodifikasi dan ekstraksi asam trifluoroasetat. Recovery As yang lebih tinggi diperoleh dengan menggunakan ekstraksi asam trifluoroasetat, spesies arsenit dan arsenat ternyata merupakan spesies As utama yang ada dalam akar, batang dan daun; namun demikian arsenit dan asam dimethylarsinic (DMA) merupakan spesies As yang diidentifikasi dalam gandum. DMA berkontribusi sebesar 85-94% dari total konsentrasi As dalam gandum. Tingginya proporsi As organik terhadap As anorganik dalam gandum memiliki implikasi pada penilaian risiko kesehatan bagi manusia karena spesies As anorganik lebih tersedia bagi tanaman daripada spesies As metilasi (Smith et al., 2008).. Smith, E., A.L.Juhasz, J.Weber dan R. Naidu Arsenic uptake and speciation in rice plants grown under greenhouse conditions with arsenic contaminated irrigation water. Sci. Total Environ., 392(2-3):

15 Penemuan terbaru menunjukkan bahwa fitokhelatin sangat penting untuk detoktifikasi arsen (As) pada tanaman terestrial, hal ini mendorong pentingnya untuk memahami spesiasi As dan metabolismenya dalam tanaman. Quaghebeur dan Rengel (2003) melakukan studi hidroponik untuk menguji efek dari berbagai tingkat fosfat dan arsenat [As (V)] terhadap spesiasi As dan distribusinya dalam klon-klon toleran dan non-toleran Holcus lanatus. Spesiasi As dalam jaringan (menggunakan metode kromatografi cairan- induktif spektrometri) mengungkapkan bahwa spesies As yang dominan adalah As anorganik (As (V) dan arsenit [As (III)]), meskipun ada sedikit (< 1%) spesies As organik (asam dimethylarsinic dan asam monomethylarsonic) yang terdeteksi dalam materi daun. Pada akar, proporsi total As sebagai As (III) umumnya meningkat dengan meningkatnya kadar As (V) dalam larutan hara; sedangkan dalam daun, proporsi total As sebagai As (III) umumnya menurun dengan meningkatnya tingkat As (V). Tanaman H. lanatus yang tumbuh dalam larutan haya kaya fosfor (P) (100 mikro M) ternyata mengandung proporsi yang lebih tinggi As (V) (berkaitan dengan jumlah As) pada akar dan daunnya dibandingkan dnegan tanaman yang disuplai harutan hara miskin P (10 mikro M ); di samping itu, klon - klon toleran As umumnya mengandung proporsi yang lebih tinggi As (V) dibandingkan dengan klon klon yang non-toleran. Penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa As (V) dapat direduksi menjadi menjadi As (III) dalam akar dan daun. Meski kapasitas reduksi ini terbatas, reduksi ini dikendalikan oleh masuknya As untuk semua perlakuan.. Quaghebeur, M. dan Z.Rengel The distribution of arsenate and arsenite in shoots and roots of Holcus lanatus is influenced by arsenic tolerance and arsenate and phosphate supply. Plant Physiol., 132(3):

16 Webb et al. (2003) meneliti lingkungan koordinasi dan spesiasi redoks arsenik dalam tumbuhan poakis hiper-akumulasi As (Pteris vittata L) dengan metode spektroskopi penyerapan sinar-X. Metode ini memungkinkan peneliti untuk menyelidiki arsenik secara langsung, yakni dengan persiapan sampel minimal. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa arsenik secara dominan terakumulasi sebagai As (III) dalamdaun. Hasil-hasil XANES dan EXAFS menunjukkan bahwa As (III) pada daun terutama hadir sebagai spesies arsenit larut air. Tumbuhan ini secara aktif mempertahankan arsenik dalam keadaan oksidasi yang rendah, karena setelah pengumpulan sampel dan penuaan berikutnya dan pengeringan bahan tanaman, As (III) secara bertahap dioksidasi menjadi As (V). Spesies arsenit ini diakumyulasikan dalam vakuola. Pada konsentrasi As yang snagat tinggi (1% per berat kering) arsenik dalam daun pakis dikoordinasikan oleh sulfur dan oksigen. Jejak-jejak spektral ini menunjukkan bahwa senyawa kaya tiol ternyata terlibat dalam transformasi biokimia arsenik di dalam tumbuhan.. Webb, S.M., J.F.Gaillard, L.Q.Ma dan C.Tu XAS speciation of arsenic in a hyper- accumulating fern. Environ. Sci. Technol., 37(4):

17 Schmidt et al. (2004) meneliti serapan dan metabolisation arsenik sebagai fungsi dari jenis tanaman dan bentuk kimiawi arsenik. Dalam penelitian ini digunakan dua spesies tanaman (Silene vulgaris dan Plantago mayor) yang berbeda vitalitas dan perilaku akumulasi As, ditanam dalam substrat yang diperkaya arsenik. Tanaman dibudidayakan pada tanah dan air irigasi yang mengandung senyawa anorganik arsenik (asam arsenious) dan senyawa As organik (dimethylarsinate). Spesies arsenik terakumulasi dalam bagian tanaman di atas tanah diekstraks dengan Metode PLE dan diukur dengan menggunakan Metode IC-ICP-MS. Konsentrasi dan produk metabolisation arsenik ditemukan dalam ekstrak, hal ini menunjukkan adanya mekanisme yang berbeda dalam serapan arsenik dan transformasinya dalam kedua angiosperma ini. Pola spesies arsenik menunjukkan bahwa S. vulgaris lebih toleran arsenik daripada P. utama yang dikaitkan dengan rendahnya rasio konsnetrasi arsenat dengan arsenit dalam kompartemen tanaman. Tanaman S. vulgaris juga mampu melakukan demetilasi dan mereduksi dimethylarsinate hingga membentuk arsenit. Tanaman P. utama mengakumulasikan konsentrasi As delapan kali lebih rendah, dan rasio konsnetrasi arsenat dengan arsenit bergeser ke nilai yang lebih tinggi. Produk metabolisme dimetil- arsinate tidak terjadi dalam percobaan ini. Vitalitas angiosperma tampaknya sangat tergantung pada kemampuan tanaman untuk mereduksi arsenat menjadi arsenit. Schmidt, A.C., J.Mattusch, W.Reisser dan R.Wennrich Uptake and accumulation behaviour of angiosperms irrigated with solutions of different arsenic species. Chemosphere, 56(3):

18 J Environ Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng.J Environ Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng Oct;42(12): Fate of arsenite and arsenate in flooded and not flooded soils of southwest Bangladesh irrigated with arsenic contaminated water. Martin M Martin M 1, Violante A, Barberis E.Violante ABarberis E In Bangladesh and West Bengal, India, tons of arsenic are added every year to wide extensions of agricultural soils after irrigation with arsenic polluted groundwater, and the fate of the added arsenic in these water-soil environments is not yet clear. This work was aimed to investigate the accumulation and potential release of arsenite [As(III)] and arsenate [As(V)] in two adjacent soils of Bangladesh, irrigated with arsenic contaminated groundwater and cultivated under flooded or not flooded conditions. Both soils showed a scarce As accumulation, in spite of a good adsorption capacity, higher for As(III) than for As(V). The poorly ordered Fe oxides dominated As adsorption in the topsoil of the flooded soil, whereas the crystalline forms were more important in the well aerated soil. A high percentage of the native arsenic was exchangeable with phosphate and the freshly added arsenate or arsenite were even much more mobile. In our experimental conditions, the high As mobility was not dependent on the surface coverage, and, in the flooded soil, 60-70% of the freshly added arsenite or arsenate were desorbed with an infinite sink method, while in the not flooded soil arsenate was less desorbed than arsenite. Depending on their characteristics, some soils, in particular when cultivated under flooded conditions, can represent only a temporary sink for the added As, that can be easily released to waters and possibly enter the food chain from the water-soil system. Di Bangladesh dan Bengal Barat, India, ton arsenik ditambahkan setiap tahun untuk ekstensi luas tanah pertanian setelah irigasi dengan arsenik air tanah tercemar, dan nasib arsenik ditambahkan dalam lingkungan air tanah tersebut belum jelas. Karya ini bertujuan untuk mengetahui akumulasi dan potensi pelepasan arsenit [As (III)] dan arsenat [As (V)] dalam dua tanah yang berdekatan dari Bangladesh, irigasi dengan arsenik yang terkontaminasi air tanah dan dibudidayakan dalam kondisi banjir atau tidak banjir. Kedua tanah menunjukkan langka Sebagai akumulasi, meskipun kapasitas adsorpsi yang baik, lebih tinggi untuk As (III) dibandingkan As (V). The Fe oksida buruk memerintahkan didominasi Sebagai adsorpsi dalam tanah lapisan atas tanah banjir, sedangkan bentuk kristal yang lebih penting dalam tanah baik aerasi. Sebuah persentase yang tinggi dari arsenik asli adalah ditukar dengan fosfat dan arsenat baru ditambahkan atau arsenit bahkan jauh lebih mobile. Dalam kondisi eksperimental kami, tingginya mobilitas Karena tidak tergantung pada cakupan permukaan, dan, di tanah banjir, 60-70% dari arsenit baru ditambahkan atau arsenat yang desorbed dengan metode wastafel tak terbatas, sementara di arsenat tanah tidak banjir kurang desorbed dari arsenit. Tergantung pada karakteristik mereka, beberapa tanah, khususnya ketika dibudidayakan dalam kondisi banjir, dapat mewakili hanya wastafel sementara untuk menambahkan As, yang dapat dengan mudah dilepaskan ke perairan dan mungkin masuk ke rantai makanan dari sistem air tanah..

19 Wei dan Chen (2006 ) menemukan tingginya konsentrasi As dalam tanah-tanah di daerah dekat tambang arsenik di Provinsi Hunan China selatan. Sebuah survei lapangan dilakukan untuk menentukan akumulasi arsenik dalam delapan jenis tumbuhan pakis (Pteris cretica) dan 16 pakis Cina (Pteris vittata) yang tumbuh di daerah ini. Tiga faktor yang dianalisis adalah konsentrasi arsenik pada bagian atas tanah (daun), faktor bioakumulasi arsebik (BF, rasio arsenik dalam daun dengan tanah) dan faktor translokasi arsenik (TF; rasio arsenik dalam daun dan akar). Konsentrasi arsenik dalam daun pakis Tionghoa mg / kg, BFS sebesar 0,06-7,43 dan TF sebesar 0,17-3,98, sedangkan pada pakis Kreta sebesar mg / kg, 1,34-6,62 dan 1,00 - 2,61. Hasil survei ini menunjukkan bahwa kedua pakis mampu mengakumulasi arsenik dalam kondisi lapangan. Sebagian besar arsenik yang terakumulasi dalam daun, sehingga pakis ini dianggap memiliki potensi untuk digunakan dalam fitoremediasi tanah-tanah yang terkontaminasi arsenik (Wei dan Chen, 2006 ). Wei, C.Y. dan T.B.Chen Arsenic accumulation by two brake ferns growing on an arsenic mine and their potential in phytoremediation. Chemosphere., 63(6):

20 Huang, et al. (2004) mengkaji efek kontaminasi arsenik air minum dan risiko kesehatan yang serius bagi jutaan orang di seluruh dunia. Teknologi saat ini digunakan untuk membersihkan air yang terkontaminasi arsenik memiliki kelemahan yang signifikan, seperti biaya tinggi dan generasi banyak limbah beracun. Dalam studi ini, Huang, et al. (2004) meneliti potensi jenis-jenis pakis hiperakumulasi As untuk menghilangkan arsenik dari air minum. Budidaya hidroponik melibatkan dua jenis pakis yang hiperakumulasi arsenik ( Pteris vittata dan Pteris cretica cv Mayii) dan jenis pakis non- akumulasi (Nephrolepis exaltata) ; kedua jenis pakis ini disuspensikan dalam air yang mengandung arsenik berlabel-73As dengan konsentrasi arsenik awal berkisar mcg /L. Efisiensi fitofiltrasi arsenik oleh spesies pakis ini ditentukan dengan cara terus memantau penurunan konsentrasi arsenik berlabel-73As dalam air. Dengan konsentrasi arsenik awal 200 mcg /L, jenis P. vittata mengurangi konsentrasi arsenik sebesar 98,6% menjadi 2,8 mcg /L selama periode 24 jam. Kalau konsentrasi awal arsenik sebesar 20 mcg /L, jenis P. vittata mengurangi konsentrasi arsenik menjadi 7,2 mcg /L dalam periode enam jam dan menjadi 0,4 mcg /L dalam periode 24 jam. Pada usia tanaman yang sama, jenis-jenis P. vittata dan P. cretica memiliki efisiensi fito-filtrasi arsenik yang serupa dan mampu dengan cepat menghapus arsenik dari air untuk mencapai kadar arsenik di bawah batas ambang air minum 10 mcg /L. Namun demikian, jenis N. exaltata gagal untuk mengurangi arsenik air hingga mencapai batas rendah pada kondisi percobaan yang sama. Efisiensi fito-filtrasi As secara signifikan lebih tinggi pada jenis pakis yang hiper-akumulasi arsenik, hal ini berkaitan dengan kemampuannya untuk secara cepat mentranslokasikan As dari akar memasuki daun. Pakis non-akumulasi As N. exaltata tidak dapat mentranslokasi arsenik dari akar masuk ke dalam daun. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa teknik fito-filtrasi arsenik dapat memberikan dasar untuk mendukung teknik hidroponik bertenaga surya yang memungkinkan pembersihan air minum yang terkontaminasi arsenik (Huang, et al., 2004). Huang, J.W., C.Y.Poynton, L.V.Kochian dan M.P.Elless Phytofiltration of arsenic from drinking water using arsenic-hyperaccumulating ferns. Environ. Sci. Technol., 38(12):

21 Rahman dan Naidu (2009) meneliti serapan arsen (As) oleh tanaman sayuran (bayam, Amaranthus gangeticus, dan silverbeet, Beta vulgaris) yang dipengaruhi oleh spesies As (As (III) dan As (V)) dan konsentrasinya dalam larutan hara. Amaranth dan silverbeet ditumbuhkan dalam larutan hara yang mengandung empat dosis arsenat (As (V)): 0, 1, 5, dan 25 mg As / l dan tiga dosis arsenit (As (III)): 0, 5, 10 mg As/ l. Kedua bentuk As (V) dan As (III) ini bersifat fitotoksik dan bentuk yang terakhir menjadi lima kali lebih beracun. Amaranth yang diperlakukan dnegan dengan As (III) menunjukkan gejala keracunan As dalam waktu 48 jam setelah paparan dan hampir mati dalam waktu satu minggu. Namun demikian, perlakuan As (V) tidak menunjukkan gejala keracunan yang jelas, selain berupa gejala layu dan penurunan hasil pada tingkat dosis tertinggi 25 mg As (V) / liter. Mekanisme utama yang digunakan oleh tanaman sayuran untuk mentolerir As (V) adalah pembatasan transportasi As ke daun dan meningkatkan akumulasi As dalam akar. Kalau As (V) ditambahkan ke dalam larutan hara, penyerapan As pada daun meningkat dan pada dosis tertinggi (25 mg As (V) / l), 60 mcg As / g DW (3,6 mg / kg FW) terakumulasi di bagian tanaman yang dapat dimakan, nilai ini melebihi batas ambang yang direkomendasikan WHO untuk bahan makanan (2 mg / kg FW) (kadar air bahan tanaman 94%) (Rahman dan Naidu, 2009). Oleh karena itu sangat penting untuk menentukan sifat dari spesies As dan bio-aksesibilitasnya.. Rahman, F. dan R.Naidu The influence of arsenic speciation (AsIII & AsV) and concentration on the growth, uptake and translocation of arsenic in vegetable crops (silverbeet and amaranth): greenhouse study. Environ. Geochem. Health., 31 (1):

22 Rev Environ Contam Toxicol.Rev Environ Contam Toxicol. 1992;124: Environmental biochemistry of arsenic. Tamaki S Tamaki S 1, Frankenberger WT Jr.Frankenberger WT Jr Microorganisms are involved in the redistribution and global cycling of arsenic. Arsenic can accumulate and can be subject to various biotransformations including reduction, oxidation, and methylation. Bacterial methylation of inorganic arsenic is coupled to the methane biosynthetic pathway in methanogenic bacteria under anaerobic conditions and may be a mechanism for arsenic detoxification. The pathway proceeds by reduction of arsenate to arsenite followed by methylation to dimethylarsine. Fungi are also able to transform inorganic and organic arsenic compounds into volatile methylarsines. The pathway proceeds aerobically by arsenate reduction to arsenite followed by several methylation steps producing trimethylarsine. Volatile arsine gases are very toxic to mammals because they destroy red blood cells (LD50 in rats; 3.0 mg kg-1). Further studies are needed on dimethylarsine and trimethylarsine toxicity tests through inhalation of target animals. Marine algae transform arsenate into non-volatile methylated arsenic compounds (methanearsonic and dimethylarsinic acids) in seawater. This is considered to be a beneficial step not only to the primary producers, but also to the higher trophic levels, since non-volatile methylated arsenic is much less toxic to marine invertebrates. Freshwater algae like marine algae synthesize lipid-soluble arsenic compounds and do not produce volatile methylarsines. Aquatic plants also synthesize similar lipid-soluble arsenic compounds. In terrestrial plants, arsenate is preferentially taken up 3 to 4 times the rate of arsenite. In the presence of phosphate, arsenate uptake is inhibited while in the presence of arsenate, phosphate uptake is only slightly inhibited. There is a competitive interaction between arsenate and phosphate for the same uptake system in terrestrial plants. The mode of toxicity of arsenate is to partially block protein synthesis and interfere with protein phosphorylation but the presence of phosphate prevents this mode of action. There appears to be a higher affinity for phosphate than arsenate with a discriminate ratio of 4:1. It is estimated that as much as 210 x 10(5) kg of arsenic is lost to the atmosphere in the vapor state annually from the land surface. The continental vapor flux is about 8 times that of the continental dust flux indicating that the biogenic contribution may play a significant role in cycling of arsenic. It has not been established whether volatile arsenic can be released by plants. Further studies are needed to determine mass balances in the rate of transfer (fluxes) of arsenic in the environment. Mikroorganisme yang terlibat dalam redistribusi dan bersepeda global arsenik. Arsenik dapat menumpuk dan dapat dikenakan berbagai biotransformations termasuk pengurangan, oksidasi, dan metilasi. Metilasi bakteri arsenik anorganik digabungkan dengan jalur biosintesis metana pada bakteri metanogen dalam kondisi anaerobik dan mungkin merupakan mekanisme untuk arsenik detoksifikasi. Jalur ini dilanjutkan dengan reduksi arsenat untuk arsenit diikuti oleh metilasi untuk dimethylarsine. Jamur juga mampu mengubah senyawa arsenik anorganik dan organik menjadi methylarsines volatile. Jalur ini dilanjutkan aerobik dengan reduksi arsenat untuk arsenit diikuti oleh beberapa langkah metilasi memproduksi trimethylarsine. Gas arsine Volatile sangat beracun untuk mamalia karena mereka menghancurkan sel-sel darah merah (LD50 di tikus, 3,0 mg kg-1). Penelitian lebih lanjut diperlukan pada dimethylarsine dan trimethylarsine uji toksisitas melalui penghirupan target hewan. Ganggang laut mengubah arsenat menjadi senyawa non-volatile alkohol arsenik (asam methanearsonic dan dimethylarsinic) dalam air laut. Hal ini dianggap menjadi langkah menguntungkan tidak hanya untuk produsen utama, tetapi juga ke tingkat trofik yang lebih tinggi, karena non-volatile alkohol arsenik jauh lebih beracun untuk invertebrata laut. Alga air tawar seperti ganggang laut mensintesis senyawa arsenik larut-lipid dan tidak menghasilkan methylarsines volatile. Tanaman-tanaman air juga mensintesis senyawa sejenis larut- lipid arsenik. Pada tumbuhan darat, arsenat yang istimewa diambil 3 sampai 4 kali tingkat arsenit. Dengan adanya fosfat, arsenat serapan dihambat sementara di hadapan arsenate, serapan fosfat hanya sedikit terhambat. Ada interaksi yang kompetitif antara arsenat dan fosfat untuk sistem penyerapan yang sama pada tanaman terestrial. Modus toksisitas arsenat adalah sebagian memblokir sintesis protein dan mengganggu fosforilasi protein namun keberadaan fosfat mencegah mode ini tindakan. Tampaknya ada afinitas yang lebih tinggi untuk fosfat dari arsenat dengan rasio 4:1 diskriminasi. Diperkirakan bahwa sebanyak 210 x 10 (5) kg arsenik yang hilang ke atmosfer dalam bentuk uap per tahun dari permukaan tanah. Fluks uap benua adalah sekitar 8 kali lipat dari fluks debu benua menunjukkan bahwa kontribusi biogenik mungkin memainkan peran penting dalam bersepeda arsenik. Ini belum ditetapkan apakah volatil arsenik bisa dilepaskan oleh tanaman. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan neraca massa dalam laju perpindahan (flux) dari arsenik di lingkungan..

23 Sebuah survei spesiasi arsen dilakukan pada sampel air dari Tinto dan Odiel Rivers (barat daya dari Spanyol), serta muara sungainya (Sánchez, et al., 2005). Spesies arsenik yang dianalisis adalah arsenit (As (III)), arsenat (As (V)), monomethylarsonic (MMA) dan dimethylarsinic (DMA) ion dengan menggunakan Metode kromatografi – spektrometri (HPLC-HG-ICP-MS). Variabel penelitian meliputi pH, salinitas, potensial redoks dan O2 terlarut. Hasil penelitian Sánchez, et al. (2005) ini menunjukkan bahwa air drainase asam tambang yang berasal selama musim dingin di sepanjang bagian atas Sungai Tinto menyebabkan konsentrasi As anorganik terlarut yang tinggi, hingga 600 mcg /liter As (III) dan 200 mcg /liter As(V). Selama musim panas, As(III) menurun karena berkurangnya masukan dari air asam tambang dan juga karena oksidasi menjadi As(V). Selain itu, kondisi asam yang ekstrim pada sungai (pH 2.3 – 2.6) tidak mengizinkan aktivitas biologis yang cukup untuk menghasilkan konsentrasi spesies-spesies arsenik-metilasi. Konsentrasi arsenik dalam Sungai Odiel selalu 5-10 kali lebih rendah daripada di Sungai Tinto, dengan kadar arsenik biasanya di bawah 100 mcg /liter; dominasi As(V) menunjukkan bahwa ia kurang dipengaruhi oleh drainage air asam tambang. Konsentrasi spesies As anorganik tertinggi ditemukan pada aliran sungai yang melintasi lokasi tambang, sesuai dengan nilai tertinggi As (III). Aktivitas biologis yang signifikan di sungai ini menghasilkan spesies As-metilasi yang terdeteksi sepanjang sungai, dengan konsentrasi tertinggi di hilir sungai, kontribusinya hingga 53-61% dari total arsenik terlarut. Di zone muara yang dibentuk oleh kedua sungaiini, hanya arsenat yang terdeteksi dengan konsentrasi yang lebih rendah daripada dalam sampel air sungai (Sánchez, et al., 2005). Sánchez, R.D., J.L.G.Ariza, I.Giráldez, A.Velasco dan E.Morales Arsenic speciation in river and estuarine waters from southwest Spain. Sci. Total Environ., 345(1-3):

24 Zheng et al. (2003) meneliti kontaminasi arsenik dalam air, sedimen, dan tanaman. Metode Kromatografi cair berkinerja tinggi (HPLC) digabung dengan resolusi tinggi bidang ICP-MS diaplikasikan pada spesiasi arsenik dalam sampel lingkungan yang dikumpulkan dari DAS Moira, Ontario, Kanada. Kontaminasi arsenik di Moira Sungai dan Danau Moira dari operasi tambang emas semakin menarik perhatian dan kepedulian lingkungan bagi masyarakat setempat. Peningkatan kadar arsenik dalam air permukaan hingga 75 ng /mL di Sungai Moira dan 50 ng /mL di Moira Lake yang terdeteksi, 98% dari yang hadir berbentuk arsenate. Konsentrasi As yang tinggi (> 300 ng /mL), terutama sebagai arsenite, terdeteksi di dalam sedimen. Sebuah profil sedimen As dari cekungan Barat Moira Lake menunjukkan konsentrasi As lebih rendah dibandingkan dengan data dari tahun 1990-an. Prosedur ekstraksi dioptimalkan dengan menggunakan campuran asam-askorbat dan asam fosfat menunjukkan bahwa "As-kompleks" dapat terdiri dari As, sulfida dan bahan organik yang berpotensi bertanggung jawab untuk pelepasan arsenit dari sedimen ke kolom air di atasnya. Konsentrasi arsenik dalam sampel tanaman berkisar 2,6-117 mg /kg berat kering. Akumulasi arsenik terjadi pada tanaman akuatik yang dikumpulkan dari Moira Sungai dan Danau Moira. Hanya sebagian kecil dari arsenik (6,3-16,1%) pada tanaman itu dapat diekstrak dengan metanol-air (9:1), dan sebagian besar arsen ini (70-93%) adalah As anorganik. Berbagai senyawa As organik, termasuk senyawa sederhana alkohol (asam methylarsonic dan asam dimethylarsinic), trimethylarsine oksida, dan tetramethylarsonium kation terdeteksi pada tingkat rendah. Tidak ada arsenobetain dan arsenocholine yang ditemukan dalam sampel tanaman. Suatu senyawa yang tidak teridentifikasi, mungkin merupakan arseno-sugar terdeteksi di dua tumbuhan akuatik, yaitu C.demersum dan Elatine triandra. Zheng, J., H.Hintelmann, B.Dimock dan M.S.Dzurko Speciation of arsenic in water, sediment, and plants of the Moira watershed, Canada, using HPLC coupled to high resolution ICP-MS. Anal. Bioanal.Chem., (1):

25 Semua organisme hidup memiliki sistem untuk detoksifikasi arsenik. Rosen ( 2002) menganalisis (a) penyerapan As(V) dalam bentuk arsenat oleh transporter fosfat, (b) penyerapan As(III) dalam bentuk arsenit oleh aqua- glycero-porins, (c) reduksi As(V) menjadi As(III) oleh ensim reduktase arsenate, dan (d) ekstrusi atau penangkapan As (III). Sementara keseluruhan skema resistensi arsenik ternyata serupa dalam prokariota dan eukariota, beberapa protein spesifik merupakan produk dari jalur-lajur evolusi yang berbeda. Rosen, B.P Biochemistry of arsenic detoxification. FEBS Lett., 529(1):

26 Pteris vittata sporophytes hyperaccumulate arsenic to 1% to 2% of their dry weight. Like the sporophyte, the gametophyte was found to reduce arsenate [As(V)] to arsenite [As(III)] and store arsenic as free As(III). Here, we report the isolation of an arsenate reductase gene (PvACR2) from gametophytes that can suppress the arsenate sensitivity and arsenic hyperaccumulation phenotypes of yeast (Saccharomyces cerevisiae) lacking the arsenate reductase gene ScACR2. Recombinant PvACR2 protein has in vitro arsenate reductase activity similar to ScACR2. While PvACR2 and ScACR2 have sequence similarities to the CDC25 protein tyrosine phosphatases, they lack phosphatase activity. In contrast, Arath;CDC25, an Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) homolog of PvACR2 was found to have both arsenate reductase and phosphatase activities. To our knowledge, PvACR2 is the first reported plant arsenate reductase that lacks phosphatase activity. CDC25 protein tyrosine phosphatases and arsenate reductases have a conserved HCX5R motif that defines the active site. PvACR2 is unique in that the arginine of this motif, previously shown to be essential for phosphatase and reductase activity, is replaced with a serine. Steady-state levels of PvACR2 expression in gametophytes were found to be similar in the absence and presence of arsenate, while total arsenate reductase activity in P. vittata gametophytes was found to be constitutive and unaffected by arsenate, consistent with other known metal hyperaccumulation mechanisms in plants. The unusual active site of PvACR2 and the arsenate reductase activities of cell-free extracts correlate with the ability of P. vittata to hyperaccumulate arsenite, suggesting that PvACR2 may play an important role in this process. Ellis et al. (2006) mengkaji tanaman pakis Pteris vittata yang mampu melakukan hiper- akumulasi arsenik hingga 1% - 2% dari berat keringnya. Seperti halnya sporofita, gametofita ditemukan mampu mereduksi arsenat [As (V)] menjadi arsenit [As (III)] dan menyimpan arsen sebagai As(III). Peneliti mengisolasi gen reduktase arsenat (PvACR2) dari gametofita yang dapat menekan sensitivitas arsenat dan hiperakumulasui Arsenik fenotipe ragi (Saccharomyces cerevisiae) yang tidak memiliki gen ScACR2 arsenat reduktase. Protein rekombinan PvACR2 in vitro memiliki aktivitas reduktase arsenate mirip dengan ScACR2. Sementara itu, PvACR2 dan ScACR2 memiliki urutan kemiripan dengan CDC25 protein tirosin fosfatase, mereka tidak memiliki aktivitas fosfatase. Sebaliknya, Arath, CDC25, sejenis Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) homolog dari PvACR2 ditemukan memiliki aktivitas reduktase arsenat dan aktivitas fosfatase. Metode PvACR2 mampu melaporkan aktivitas reduktasi arsenat tanaman yang tidak memiliki aktivitas fosfatase. Tirosin fosfatase protein CDC25 dan reductases arsenat memiliki motif HCX5R lestari yang mendefinisikan situs aktif. PvACR2 adalah unik dalam bahwa arginin dari motif ini, sebelumnya terbukti penting untuk fosfatase dan aktivitas reduktase, diganti dengan serin a. Tingkat kondisi mapan ekspresi PvACR2 di gametophytes ditemukan untuk menjadi serupa dalam ketiadaan dan kehadiran arsenate, sementara total aktivitas reduktase arsenat di P. vittata gametophytes ditemukan menjadi konstitutif dan tidak terpengaruh oleh arsenate, konsisten dengan mekanisme hyperaccumulation logam lain yang dikenal di tanaman. Situs aktif yang tidak biasa dari PvACR2 dan kegiatan arsenat reduktase dari ekstrak sel bebas berkorelasi dengan kemampuan P. vittata untuk hyperaccumulate arsenit, menunjukkan bahwa PvACR2 mungkin memainkan peran penting dalam proses ini.. Ellis, D.R., L.Gumaelius, E.Indriolo, I.J.Pickering, J.A.Banks dan D.E., Salt A novel arsenate reductase from the arsenic hyperaccumulating fern Pteris vittata. Plant Physiol., 141(4):

27 Arsenik dalam lingkungan merupakan masalah kesehatan di seluruh dunia, sehingga penting bagi kita untuk memahami mekanisme serapan metalloid ini dan detoksifikasinya. Bentuk intraseluler dominan adalah arsenit yang sangat bersifat mefitik, yang didetoksifikasi mengalui pengambilannya dari sitosol. Apa yang mencegah toksisitas arsenit kalau ia berdifusi melalui sitosol memasuki sistem ekskresinya? Meskipun tembaga intraseluler diatur oleh metallochaperones, tidak ada pendamping yang terlibat dalam memberikan perlawanan terhadap logam lainnya telah diidentifikasi. Lin et al. (2006) melaporkan identifikasi suatu pendamping arsenik, ArsD, dikodekan oleh arsRDABC operon dari Escherichia coli. ARSD mentransfer metaloid trivalen menjadi Arsa, merupakan subunit katalitik dari pompa ekskresi As (III) / Sb (III). Interaksi dengan ARSD meningkatkan afinitas Arsa terhadap arsenit, sehingga meningkatkan aktivitas ATPase pada konsentrasi arsenite yang lebih rendah dan meningkatkan laju ekskesi arsenite. Sehingga sel-sel menjadi tahan terhadap konsentrasi arsenik dalam lingkungan. Hal ii menunjukkan bahwa sel-sel mengatur konsentrasi arsenite intraseluler untuk mencegah toksisitas. Lin, Y.F., A.R.Walmsley dan B.P. Rosen An arsenic metallochaperone for an arsenic detoxification pump. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 103(42):

28 Patel et al. (2007) mempelajari Pseudomonas sp. regangan As-1, yang diperoleh dari limbah industri elektroplating, pada medium pertumbuhan aerobik yang dilengkapi dengan 65 mM arsenat (As (V)), konsentrasi ini lebih tinggi daripada yang ditoleransi oleh referensi bakteri resisten arsenik lainnya. Sebagian besar arsen terdeteksi pada supernatan budidaya sebagai arsenit (As (III)) dan X-ray spektroskopi serapan menunjukkan bahwa 30% dari arsenik yang terikat oleh sel ini berbentuk As (V), 65% As (III) dan 5% arsenik berikatan dengan sulfur. Analisis PCR mengkonfirmasikan adanya suatu operon resistensi arsenik yang terdiri dari tiga gen, arsR, arsB dan ARSC, dan konsisten dengan perannya dalam pengurangan intraseluler As( V) dan ekskresi As(III). Selain mekanisme resistensi arsenik klasik ini, juga ada respon biokimia lain yang terlibat. Protein pengikat arsenik dapat dimurnikan dari fraksi seluler, sedangkan analisis proteomik kultur yang diperkaya arsenik mengidentifikasi adanya up-regulation protein tambahan yang biasanya tidak berhubungan dengan metabolisme arsenik. Patel, P.C., F.Goulhen, C.Boothman, A.G.Gault, J.M.Charnock, K. Kalia dan J.R.Lloyd Arsenate detoxification in a Pseudomonad hypertolerant to arsenic. Arch. Microbiol., 187(3):

29 Levy et al. (2005) meneliti toksisitas As (V) dan As (III) dengan dua jenis mikroalga air tawar tropis, Chlorella sp. dan Monoraphidium arcuatum, dengan menggunakan metode bio-essai 72 jam tingkat pertumbuhan-penghambatan. Kedua organisme yang toleran terhadap As (III) (konsentrasi 72 jam menyebabkan 50% penghambatan laju pertumbuhan [IC50], 25 dan 15 mg As [III] / L). Jenis Chlorella sp. Juga toleran terhadap As(V) dengan tidak berpengaruh pada tingkat pertumbuhan lebih dari 72 jam pada konsentrasi sampai 0,8 mg / L (72 jam IC50 dari 25 mg As [V] / L). Monoraphidium arcuatum lebih sensitif terhadap As (V) (72 jam IC50 0,25 mg As [V] / L). Peningkatan fosfat dalam medium pertumbuhan (0,15-1,5 mg PO4 ) / L) menurunkan toksisitas, nilai IC50 72 jam untuk M. arcuatum meningkat dari 0,25 mg As (V) / L menjadi 4,5 mg As (V) / L, sedangkan ekstraseluler As dan As intraseluler menurun. Hal ini menunjukkan adanya persaingan antara arsenat dan fosfat untuk penyerapan selular. Kedua mikroalga ini mereduksi As (V) menjadi As (III) dalam sel, dengan transformasi biologis lebih lanjut menjadi spesies alkoholik (monomethyl asam arsonic dan asam arsinic dimetil) dan arsenoriboside fosfat. Kurang dari 0,01% As (V) yang ditambahkan ternyata masuk ke dalam sel alga, hal ini menunjukkan bahwa bioakumulasi dan metilasi berikutnya bukan menjadi modus utama detoksifikasi As. Ketika terpapar As (V), kedua spesies mereduksi As (V) menjadi As (III); namun demikian, hanya jenis M. arcuatum yang mampu mengekskresikan As(III) ke dalam larutan. Reduksi arsenik intraselular dapat digabungkan dengan oksidasi tiol pada kedua spesies. Toksisitas arsenik paling mungkin adalah karena akumulasi arsenit dalam sel, ketika kemampuan untuk mengeluarkan dan / atau metilasi arsenit menjadi jenuh pada konsentrasi arsenik yang tinggi. Arsenite mungkin dapat berikatan dengan tiol intraseluler, seperti glutathione, berpotensi mengganggu rasio bentuk reduksi dengan glutation oksidasi, dan dapat menghambat pembelahan sel (Levy et al., 2005). Levy, J.L., J.L.Stauber, M.S.Adams, W.A.Maher, J.K.Kirby dan D.F.Jolley Toxicity, biotransformation, and mode of action of arsenic in two freshwater microalgae (Chlorella sp. and Monoraphidium arcuatum). Environ. Toxicol. Chem., 24(10):

30 Arsenik adalah zat beracun lingkungan yang paling lazim dan menempati urutan pertama dalam daftar Superfund dari Environmental Protection Agency AS. Arsenik bersifat karsinogen dan agen penyebab berbagai penyakit manusia. Paradoks arsenik digunakan sebagai agen kemoterapi untuk pengobatan leukemia promyelocytic akut. Arsenik anorganik memiliki dua keadaan oksidasi biologis penting, yaitu As (V) (arsenat) dan As (III) (arsenit). Serapan Arsenik bersifat adventitious karena arsenat dan arsenit secara kimiawi serupa dengan hara yang dibutuhkan tumbuhan. Arsenat menyerupai fosfat dan merupakan inhibitor kompetitif dari banyak enzim metabolisme fosfat. Arsenat diserap tumbuhan melalui sistem transportasi fosfat (Yang et al., 2012). Sebaliknya, pada kisaran pH fisiologis, bentuk arsenit adalah As(OH)(3), yang menyerupai molekul organik gliserol. Akibatnya, arsenit diambil ke dalam sel oleh saluran aquaglyceroporin. Sistem ekskresi (emisi) arsenik ditemukan di hampir setiap organisme dan berevolusi untuk membersihkan sel-sel metalloid beracun ini. Sistem ekskresi ini termasuk anggota keluarga “protein multidrug resistance” dan penukar bakteri Acr3 dan ArsB. ArsB juga dapat menjadi subunit dari ArsAB ATPase translokasi As (III), pompa ekskresi ATP- driven. Ars.D metallochaperone dapat mengikat sitosol As (III) dan mentransfer ke subunit ArsA dari pompa ekskresi As (Yang et al., 2012)... Yang,H.C., H.L.Fu, Y.F.Lin dan B.P.Rosen Pathways of arsenic uptake and efflux. Curr. Top Membr., 2012; 69(..):

31 Aposhian, et al. (2004) mempelajari enzim yang terlibat dalam biotransformasi arsenik anorganik menjadi asam dimethylarsinous (DMA (III)). Hasil penelitian pada manusia menunjukkan bahwa asam monomethylarsonous (MMA (III)) dan DMA (III) muncul dalam urine orang yang terpajan (terpapar) arsenik. Tampaknya bahwa ada dua protein yang diperlukan untuk biotransformasi As anorganik pada manusia, yaitu reduktase asam monomethylarsonic (MMA (V)) dan reduktase arsen methyltransferase. Reduktase MMA (V) dan glutation transferase omega (HGST-O) adalah protein yang identik. Arsenik dengan keadaan oksidasi +3 lebih beracun daripada spesies arsenik +5. Sementara itu, metilasi arsenit, MMA (III), dan DMA (III) menghasilkan spesies oksidasi arsenik +% yang kurang beracun dan mengandung gugus metil tambahan seperti MMA (V), asam dimethylarsinic (DMA (V)), dan TMAO; mekanisme baru ini melibatkan hidrogen peroksida untuk detoksifikasi arsenit, MMA (III), dan DMA (III) (Aposhian, et al., 2004).. Aposhian, H.V., R.A.Zakharyan, M.D.Avram, R.A.Sampayo dan M.L.Wollenberg A review of the enzymology of arsenic metabolism and a new potential role of hydrogen peroxide in the detoxication of the trivalent arsenic species. Toxicol. Appl. Pharmacol., 198(3):

32 Arsenic is a metalloid which is toxic to living organisms. Natural occurrence of arsenic and human activities have led to widespread contamination in many areas of the world, exposing a large section of the human population to potential arsenic poisoning. Arsenic intake can occur through consumption of contaminated crops and it is therefore important to understand the mechanisms of transport, metabolism and tolerance that plants display in response to arsenic. Plants are mainly exposed to the inorganic forms of arsenic, arsenate and arsenite. Recently, significant progress has been made in the identification and characterisation of proteins responsible for movement of arsenite into and within plants. Aquaporins of the NIP (nodulin26-like intrinsic protein) subfamily were shown to transport arsenite in planta and in heterologous systems. In this review, we will evaluate the implications of these new findings and assess how this may help in developing safer and more tolerant crops. Arsenik adalah metalloid yang beracun untuk organisme hidup. Kejadian alam arsenik dan aktivitas manusia telah menyebabkan kontaminasi luas di banyak daerah di dunia, memperlihatkan bagian besar dari populasi manusia terhadap keracunan arsenik potensial. Asupan arsenik dapat terjadi melalui konsumsi tanaman yang terkontaminasi dan karena itu penting untuk memahami mekanisme transportasi, metabolisme dan toleransi yang menampilkan tanaman dalam menanggapi arsenik. Tanaman terutama terkena bentuk anorganik arsenik, arsenat dan arsenit. Baru-baru ini, kemajuan signifikan telah dibuat dalam identifikasi dan karakterisasi protein yang bertanggung jawab untuk gerakan arsenit ke dan di dalam tanaman. Aquaporins dari NIP (nodulin26 seperti intrinsik protein) subfamili ditunjukkan untuk mengangkut arsenit in planta dan dalam sistem heterolog. Dalam ulasan ini, kita akan mengevaluasi implikasi dari temuan baru ini dan menilai bagaimana hal ini dapat membantu dalam mengembangkan tanaman lebih aman dan lebih toleran.. Ali, W., S.V.Isayenkov, F.J.Zhao dan F.J.Maathuis Arsenite transport in plants. Cell Mol. Life Sci., 66(14):

33 . Adv Exp Med Biol. 2010;679: Adv Exp Med Biol. Roles of vertebrate aquaglyceroporins in arsenic transport and detoxification. Liu, Z Aquaporins are important channel proteins that are responsible for the balance of cellular osmolarity and nutrient transport in vertebrates. Recently, new functions of these ancient channels have been found in the conduction of metalloid arsenic (As). Chronic As exposure through contaminated water and food sources is associated with multiple human diseases and endangers millions of people's health worldwide. Therefore, identification of the As transport pathways is necessary to elucidate the mechanisms of As carcinogenesis. Arsenic detoxification systems have been studied in multiple vertebrates such as mammalian mouse, rat, humans and nonmammalian vertebrates. Multiple transporters and enzymes have been shown to be involved in As translocation and cellular transformation. In these vertebrates, members ofaquaglyceroporins, which include AQP7 in kidney and AQP9 in liver, catalyze uptake of inorganic trivalent arsenite [As(III)]. AQP9, the major liver aquaglyceroporin, conducts both inorganic As(III) and organic monomethylarsonous acid [MMA(III)], an intermediate that is generated during the cellular methylation. As a channel that facilitates a downhill movement of substances dependent on the concentration gradient, AQP9 may play an important role in the simultaneous influx of inorganic As(III) from blood to liver and efflux of As metabolite MMA(III) from liver to blood. Aquaporins adalah protein saluran penting yang bertanggung jawab untuk keseimbangan osmolaritas seluler dan transportasi nutrisi dalam vertebrata. Baru-baru ini, fungsi-fungsi baru dari saluran ini kuno telah ditemukan di konduksi arsenik metalloid (As). Sebagai kronis eksposur melalui sumber-sumber air dan makanan yang terkontaminasi dikaitkan dengan beberapa penyakit manusia dan membahayakan jutaan kesehatan masyarakat di seluruh dunia. Oleh karena itu, identifikasi jalur transportasi Seperti yang diperlukan untuk menjelaskan mekanisme As karsinogenesis. Sistem detoksifikasi arsenik telah dipelajari dalam beberapa vertebrata seperti mamalia tikus, tikus, manusia dan vertebrata nonmammalian. Beberapa pengangkut dan enzim telah terbukti terlibat dalam Sebagai translokasi dan transformasi seluler. Pada vertebrata ini, anggota ofaquaglyceroporins, yang meliputi AQP7 di ginjal dan AQP9 dalam hati, mengkatalisis penyerapan anorganik trivalen arsenit [As (III)]. AQP9, yang aquaglyceroporin hati utama, melakukan keduanya anorganik As (III) dan asam organik monomethylarsonous [MMA (III)], perantara yang dihasilkan selama metilasi seluler. Sebagai saluran yang memfasilitasi gerakan menurun zat tergantung pada gradien konsentrasi, AQP9 mungkin memainkan peran penting dalam masuknya simultan anorganik As (III) dari darah ke hati dan penghabisan As metabolit MMA (III) dari hati ke darah..

34 Ensim endogen reduktase arsenat tanaman (ACR) mengkonversi arsenat menjadi arsenit dalam akar, mengimobilisasi arsenik tetap tersimpan dalam bagian tumbuhan di bawah tanah. Dengan menghalangi aktivitas ensim ini, diharapkan dapat membangun tanaman yang mampu memobilisasi lebih banyak arsenat ke bagian tumbuhan di atas tanah. Dhankher, et al. (2006) mengidentifikasi sebuah gen tunggal dalam genom Arabidopsis thaliana (ACR2), yang setara dengan homolog reduktase arsenate ragi. Ekspresi ACR2 cDNA pada Escherichia coli dilengkapi dengan fenotip tahan arsenat dan sensitif arsenat dari berbagai mutan bakteri. Interferensi RNA mengurangi ekspresi protein ACR2 dalam Arabidopsis hingga tingkat 2% dari level tipe liar. Berbagai lini keturunan tanaman lebih sensitif terhadap konsentrasi arsenate yang tinggi, tetapi tidak terhadap arsenit, daripada tipe tumbuhan liar. Lini keturunan ini mengakumulasikan arsenik kali lipat lebih tinggi dalam daunnya ( ppm) dan mempertahankan sedikit arsenik dalam akarnya dibandingkan dnegan jenis-jenis liar, apabila ditanam pada media arsenat < 8 ppm arsen. Ekspresi reduksi dari homolog ACR2 dalam pohon, semak, dan spesies rumput dapat memainkan peran penting dalam fitoremediasi lingkungan yang terkontaminasi arsenik. Dhankher, O.P., B.P.Rosen, E.C.McKinney dan R.B.Meagher Hyperaccumulation of arsenic in the shoots of Arabidopsis silenced for arsenate reductase (ACR2). Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 103(14):

35 Akumulasi arsen (As) dalam tanaman sayuran merupakan potensi jalur paparan As pada manusia. Spesiasi As dalam sayuran merupakan pertimbangan penting karena toksisitasnya spesies-spesies As ini sangat bervariasi. Smith, Juhasz dan Weber (2009) meneliti kebun sayuran hidroponik Australia yang menggunakan air irigasi tercemar As untuk menentukan penyerapan dan spesies As dalam jaringan tanaman sayuran. Konsentrasi tertinggi dari total As terjadi pada akar semua sayuran dan menurun di bagian tanaman di atas tanah. Jumlah akumulasi As di bagian yang dapat dimakan dari sayuran menurun dalam urutan lobak >> kacang hijau > selada = chard. Arsenik hadir dalam akar lobak,chard, dan selada sebagai arsenat (As (V)) dan berkontribusi % dari total As, sedangkan pada kacang hijau, arsenit (As (III)) sebesar 90% dari total As. Di bagian tanaman di atas tanah dari tanaman sayuran, As didistribusikan secara merata antara kedua spesies As (V) dan As (III) dalam lobak dan chard, tetapi hadir terutama sebagai As (V) dalam tanaman selada. Kehadiran As meningkat pada akar sayuran, hal ini menunjukkan bahwa spesies As dapat dikomplekskan oleh proses fito-khelatin yang membatasi translokasi As ke bagian tanaman di atas tanah.. Smith, E., A.L.Juhasz dan J.Weber Arsenic uptake and speciation in vegetables grown under greenhouse conditions. Environ. Geochem. Health., 31 (1):

36 Konsumsi arsen (As) beras terkontaminasi merupakan rute eksposur penting bagi manusia di negara-negara di mana budidaya padi menggunakan Arsenik yang terkontaminasi air irigasi. Toksisitas arsenik dan mobilitas adalah fungsi dari kimia-nya spesiasi. Distribusi dan identifikasi Arsenik dalam tanaman padi oleh karenanya diperlukan untuk menentukan penyerapan, transformasi dan potensi risiko yang ditimbulkan oleh padi yang terkontaminasi arsenik. Smith, et al. (2009) meneliti distribusi dan spesiasi Arsen dalam tanaman padi (Oryza sativa Quest) dengan metode X-ray fluorescence (XRF) dan Serapan sinar-X (XANES) untuk mengukur kandungan As pada tanaman padi yang ditanam di lahan sawah yang terkontaminasi arsenik. Investigasi muXRF pada jaringan padi menemukan bahwa As hadir dalam semua jaringan tanaman, dan kehadirannya berkorelasi dengan keberadaan besi pada permukaan akar dan tembaga dalam daun padi. Metode Serapan sinar- X pada sampel jaringan padi mengidentifikasi bahwa Arsenik anorganik merupakan bentuk dominan dari Arsenik dalam semua jaringan tanaman padi, dan arsenit yang menjadi bentuk dominan dalam bagian tanaman padi di atas tanah (Smith, et al., 2009). Smith, E., I.Kempson, A.L.Juhasz, J.Weber, W.M.Skinner dan M.Gräfe Localization and speciation of arsenic and trace elements in rice tissues. Chemosphere., 76(4):

37 Perilaku As pada ekosistem sawah sangat menarik mengingat tingginya kandungan As dalam air tanah di beberapa negara Asia, dimana beras adalah makanan pokok utamanya. Takahashi, et al. (2004) menentukan konsentrasi Fe, Mn, dan As dalam tanah, air tanah, dan sampel air tanah yang dikumpulkan pada kedalaman yang berbeda-beda hingga 2 m pada lahan sawah percobaan di Jepang selama siklus periode genangan dan non- genangan. Selain itu, peneliti ini juga mengukur oksidasi Fe, Mn, dan As in situ dalam sampel tanah dengan menggunakan Metode Serapan sinar-X (XANES) dan dilakukan ekstraksi berurutan dari sampel tanah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa Fe (hydr) oksida menjadi “inang” As dalam tanah. Arsenik di perairan irigasi tergabung dalam Fe (hydr) oksida dalam tanah selama periode non-genangan, dan As ini cepat dilepaskan dari tanah selama periode genangan karena pelarutan reduktif dari Fe (hydr) oksida dan reduksi As (V) menjadi As (III). Peningkatan pelarutan As oleh proses reduksi As didukung oleh tingginya rasio As / Fe air tanah selama periode genangan dan percobaan laboratorium yang memantau konsentrasi As (III) dan rasio konsentrasi As (III) / As (V) dalam tanah yang tergenang. Analisis data dari sawah yang sebenarnya menunjukkan bahwa tanaman padi diperkaya dengan As karena ia tumbuh di lahan sawah tergenang ketika As(III) yang larut dilepaskan ke dalam air. Takahashi,Y., R.Minamikawa, K.H.Hattori, K.Kurishima, N.Kihou dan K.Yuita Arsenic behavior in paddy fields during the cycle of flooded and non-flooded periods. Environ. Sci. Technol., (4):

38 Kontaminasi lingkungan oleh Arsen (As) telah menjadi masalah di seluruh dunia, karena hal ini ditemukan tersebar luas dalam air minum dan dalam berbagai bahan makanan. Karena toksisitasnya yang tinggi, kontaminasi As menimbulkan risiko serius bagi kesehatan manusia dan sistem ekologi. Untuk mengatasi masalah ini, banyak upaya telah dilakukan untuk menjelaskan mekanisme pembentukan mineral As dan akumulasinya oleh beberapa jenis tumbuhan dan organisme air yang terpapar oleh As konsnetrasi tinggi. Oleh karena itu, bio-remediasi dianggap sebagai pendekatan yang efektif dan ampuh untuk membersihkan kontaminasi As. Rahman et al. (2014) menganalisis hasil-haisl penelitian mengenai bagaimana alat-alat biologis (jenis-jenis tanaman dan mikroba untuk fitoremediasi As) dapat digunakan untuk membantu menyelesaikan dampak pencemaran As di lingkungan bumi.. Rahman, S., K.H.Kim, S.K.Saha, A.M.Swaraz dan D.K.Paul Review of remediation techniques for arsenic (As) contamination: a novel approach utilizing bio-organisms. J. Environ. Manage., 134(..):

39 Chen et al. (2014) meneliti kemampuan jenis tumbuha akuatik Vallisneria natans (Lour.), yang didistribusikan secara luas di berbagai penjuru dunia, untuk membersihkan arsen (As) dari air yang terkontaminasi. Penelitian ini menganalisis pengaruh pH terhadap akumulasi As, distribusi As subselular dan detoksifikasi As. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pH optimum untuk pertumbuhan V. natans adalah sekitar pH 7,0. Akumulasi As dalam tubuh tanaman meningkat dengan meningkatnya pH (p <0,05). Hal ini mungkin terjadi karena transporter arsenik / fosfat dengan afinitas yang lebih tinggi terhadap tingginya elektronegatif AsO4 (3 -) daripada HAsO4 (2 -) dan H2AsO4 (-). Setelah As (V) terakumulasikan oleh tanaman, lebih dari 80% direduksi menjadi As (III), tetapi tingkat reduksi ini menurun dengan meningkatnya pH. Mayoritas akumulasi As dan reduksi As (III) (47% -66%) ditemukan dalam vakuola. Tingginya konsentrasi As dalam vakuola dapat dianggap sebagai mekanisme penting detoksifikasi As pada tanaman akuatik (Chen et al., 2014). Chen, G., X.Liu, J.Xu, P.C.Brookes dan J.Wu Arsenic species uptake and subcellular distribution in Vallisneria natans (Lour.) Hara as influenced by aquatic pH. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 92(4):

40 Environ Sci Pollut Res Int.Environ Sci Pollut Res Int Mar;21(5): doi: /s Epub 2013 Nov 12. A short-term study to evaluate the uptake and accumulation of arsenic in Asian willow (Salix sp.) from arsenic-contaminated water. Chen G Chen G 1, Zou X, Zhou Y, Zhang J, Owens G.Zou XZhou YZhang JOwens G Author information Abstract Five Asian willow species (Salix jiangsuensis J172, Salix matsudana, Salix integra Yizhibi, Salix integra Weishanhu, and Salix mongolica) were evaluated for their potential for phytofiltration of arsenic (As) from synthetically contaminated waters. Arsenic accumulation, tolerance, uptake influx, and phytofiltration ability of the five willow species were examined under hydroponic conditions in a glasshouse. Short-term exposure (2 weeks) to solutions containing 80 μmol L(-1) arsenate (As(V)), resulted in significant accumulation of As in all willow species. Arsenic concentration in plant roots ranged from 322 mg kg(-1) dry weight (DW) for S. matsudana to 604 mg kg(-1) (DW) for S. integra Yizhibi. S. integra Yizhibi decreased As(V) concentration in water from 3.87 to 1.89 μmol L(-1) (290 to 142 μg L(-1)) over 168 h, which is 50 % of the total As(V) in the solution. The results suggested that even though Asian willow was not a traditional aquatic species, it still had significant potential for phytofiltration of As from contaminated waters. Of the five willow species studied, S. integra Yizhibi had the greatest capacity to remove As from As- contaminated waters. Thus, Asian willow has significant potential for the phytofiltration of As and may also be suitable for practical phytoremediation of As in highly water-logged areas. Lima jenis willow Asia (Salix jiangsuensis J172, Salix matsudana, Salix integra Yizhibi, Salix integra Weishanhu, dan Salix mongolica) dievaluasi untuk potensi mereka untuk phytofiltration dari arsen (As) dari air yang terkontaminasi secara sintetis. Akumulasi arsenik, toleransi, masuknya serapan, dan kemampuan phytofiltration dari lima spesies willow diperiksa dalam kondisi hidroponik di rumah kaca a. Paparan jangka pendek (2 minggu) ke larutan yang mengandung 80 umol L (-1) arsenat (As (V)), mengakibatkan akumulasi yang signifikan dari Seperti dalam semua spesies willow. Konsentrasi arsenik dalam akar tanaman berkisar antara 322 mg kg (-1) berat kering (DW) untuk S. matsudana untuk 604 mg kg (-1) (DW) untuk S. integra Yizhibi. S. integra Yizhibi menurun As (V) konsentrasi dalam air 3,87-1,89 umol L (-1) ( mg L (-1)) lebih dari 168 jam, yang merupakan 50% dari total As (V) dalam solusi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa meskipun willow Asia bukanlah spesies air tradisional, itu masih memiliki potensi yang signifikan untuk phytofiltration As dari air yang terkontaminasi. Dari lima spesies willow dipelajari, S. integra Yizhibi memiliki kapasitas terbesar untuk menghapus As dari perairan As-terkontaminasi. Dengan demikian, willow Asia memiliki potensi signifikan untuk phytofiltration As dan juga mungkin tidak cocok untuk fitoremediasi praktis Seperti di daerah yang sangat-air login..

41 Falinski et al. (2014) meneliti tumbuhan air (yang dapat dikonsumsi) yang tumbuh dalam tanah dan sedimen yangterkontaminasi arsen (As) untuk menentukan tingkat akumulasi As dan potensi risiko bagi manusia yang mengkonsumsi tumbuhan air tersebut. Tanaman Nasturtium officinale (selada air) dan Diplazium esculentum (warabi) adalah dua tanaman air yang tumbuh dan dikonsumsi manusia di Hawaii. Kedua jenis tanaman air ini sangat potensial mengakumulasikan As ketika tumbuh pada tanah yang terkontaminasi As. Beberapa tanah-tanah bekas perkebunan tebu di Hawaii timur telah terbukti memiliki konsentrasi total As lebih dari 500 mg /kg. Kedua spesies tanaman air ini diperkirakan mampu mengakumulasikan lebih banyak As pada tanah-tanah yang terkontaminasi As daripada tanah-tanah yang tidak terkontaminasi As. Jenis N. officinale dan D. esculentum dikumpulkan dari tanah-tanah dan sedimen yang terkontaminasi dan tidak terkontaminasi As. Tanah yang kaya As rata-rata mengandung 356 mg/kg, sedangkan tanah-tanah yang miskin As mengandung 0,75 mg /kg. Rata-rata konsentrasi As-total dalam tanaman N. officinale dan D. Esculentum sebesar mg /kg dan 0,075 mg /kg, sesuai dengan indeks bahaya sebesar 0,12 dan 0,03 untuk orang dewasa. Ada korelasi antara konsnetrasi As yang agak tinggi dalam sedimen dan tanah dengan konsentrasi As dalam daun dan batang selada air, sehingga faktor serapan tanaman sebesar Jenis tanaman D. esculentum tidak menunjukkan tanda-tanda mengakumulasi As dalam hasil panennya yang dapat dikonsumsi. Tanah-tanah di Hawaii adalah unik, yaitu tanah-tanah abu vulkanik dengan karakteristik penyerapan As dan P yang sangat tinggi, sehingga membatasi pelepasan As ke dalam air tanah. Studi ini menyajikan kasus di mana tanah dan sedimen secara signifikan diperkaya dengan As- total, tetapi konsentrasi As dalam air tanah berada di bawah batas deteksi (Falinski et al., 2014). Falinski, K.A., R.S.Yost, E.Sampaga dan J. Peard Arsenic accumulation by edible aquatic macrophytes. Ecotoxicol. Environ. Saf., 99 (..):

42 Arsenik adalah unsru mikro yang secara alamiah ditemukan di dalam lingkungan. Dalam beberapa kasus dan lokasi, aktivitas manusia telah meningkatkan konsentrasi As dalam tanah hingga ke tingkat yang melebihi batas berbahaya. Di antara sumber-sumber utama kontaminasi As dalam tanah dan air adalah : asal geologi, pyriticmining, pertanian, dan pembakaran batubara. Spesiasi Arsenik dalam tanah terjadi dan relatif sangat kompleks. Tanah mengandung spesies-spesies arsenik organik dan anorganik. Spesies As anorganik termasuk arsenit dan arsenat, yang merupakan bentuk yang paling berlimpah ditemukan di dalam lingkungan. Mayoritas As dalam tanah yang aerasinya bagus adalah H ₂ AsO ₄ - (pada tanah masam) atau HAsO ₄ = (spesies pada tanah netral dan alkalis). Bentuk H3AsO3 dominan dalam tanah anaerobik, dimana ketersediaan arsen lebih tinggi dan As(III) lebih lemah disimpan dalam matriks tanah dinamdingkan dnegan As(V) (Jiménez, Esteban dan Peñalosa, 2012).. Ketersediaan As dalam tanah biasanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya adalah adanya Fe-oksida dan / atau fosfor, ko-presipitasi graam, pH, bahan organik, kandungan liat, curah hujan, dll. Fraksi As tersedia dan paling labil dapat diambil oleh akar tanaman, meskipun konsentrasi fraksi ini biasanya sangat rendah. Arsenik tidak memiliki fungsi biologis khusus dalam tubuh tanaman. Setelah berada di dalam sel akar, As (V) dengan cepat direduksi menjadi As (III), dan, dalam banyak jenis tanaman, membentuk senyawa kompleks. Hara fosfor mempengaruhi serapan As (V) dan toksisitasnya pada tanaman, sedangkan silikon berpengaruh serupa terhadap As (III). Tanaman mengatasi kontaminasi As dalam jaringan tubuhnya melalui mekanisme detoksifikasi As. Mekanisme ini termasuk kompleksasi dan kompartementalisasi Arsenik. Namun demikian, setelah mekanisme ini jenuh, gejala fitotoksisitas dapat muncul. Efek fitotoksik yang biasanya terlihat akibat terpapar As adalah hambatan pertumbuhan, degradasi klorofil, deplesi hara dan cekaman oksidatif. Tanaman beragam kemampuannya untuk mengumpulkan dan mentolerir As (dari hyperaccumulators toleran hingga excluders sensitif), dan beberapa jenis tanaman berguna untuk reklamasi tanah dan pertanian berkelanjutan (Jiménez, Esteban dan Peñalosa, 2012).. Jiménez, M.E., E.Esteban dan J.M. Peñalosa The fate of arsenic in soil-plant systems. Rev. Environ. Contam. Toxicol., 215:1-37.

43 Selada air (Lepidium sativum) dikonsumsi sebagai sayuran, terutama oleh masyarakat adat di Selandia Baru. Robinson, et al. (2003) melakukan penelitian akumulasi arsenik dengan menggunakan tanaman selada air. Selada air, contoh air sungai dan sedimen sungai dikumpulkan dari 27 situs di sepanjang sungai Waikato dan dianalisis kandungan arseniknya. Percobaan rumah kaca dengan tanaman selada air pada media yang diperkaya dengan As untuk mengkonfirmasi kemampuan spesies ini mengakumulasikan arsenik. Pada sejumlah situs, konsentrasi arsenik dalam air dan dalam sampel selada air melebihi baku-mutu Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) air minum (0,01 mg /liter) dan bahan makanan (2 mg /kg ) atas dasar bobot basah. Daun dan batang tanaman selada air mengandung arsen adalah, masing-masing, 29,0 dan 15,9 mg /kg berat segar. Tanaman yang tumbuh dalam larutan yang mengandung konsnetrasi arsenik > 0.4 mg /liter ternyata memiliki konsentrasi arsenik di atas batas ambang WHO. Meskipun konsentrasi As ini lebih tinggi, namun kadar arsenik pada tanaman yang ditanam di rumah kaca ternyata lima kali lipat lebih rendah dari pada tanaman yang tumbuh di Sungai Waikato. Hal ini mungkin karena dalam kondisi alamiah, tanaman selada air akarnya menembus sedimen yang mengandung Arsenik sekitar 35 mg /kg. Berdasarkan hasil penelitian ini disarankan bahwa selada air dari Sungai Waikato, atau dari daerah lain yang arinya kaya arsenik, sebaiknya tidak dikonsumsi.. Robinson, B., C.Duwig, N.Bolan, M.Kannathasan dan A.Saravanan Uptake of arsenic by New Zealand watercress (Lepidium sativum). Sci. Total Environ., 2003 Jan 1;301(1-3):67-73.

44 Serapan Arsenik oleh tanaman hiperakumulator tergantung pada banyak faktor lingkungan yang berbeda-beda. Nilai pH tanah merupakan salah satu faktor yang paling penting karena efek gabungan pada proses-proses kimia dan biologi. Anh et al. (2013) melakukan percobaan rumah kaca, efek pH (dalam rentang pH 3,6-8,9) terhadap serapan As dan biomassa Pityrogramma calomelanos. Tanaman ditanam pada tanah bekas pertambangan yang mengandung 645,6 mg / kg As selama 14 minggu. Dalam waktu ini, pertumbuhan biomassa tanaman sebesar 3,78 - 8,64 g berat kering per tanaman dan penyerapan sebesar 6,3-18,4 mg As per tanaman. Faktor translokasi (rasio As dalam daun dan dalam akar) pada tanaman pakis adalah 3,6 - 9,7; hal ini menunjukkan bahwa tanaman ini berpotensi dalam fitoremediasi tanah yang terkontaminasi As. Pengaruh pH terhadap ketersediaan As terlihat sebagai konsnetrasi As tersedia yang lebih tinggi pada tanah masam dibandingkan dengan tanah alkalin. Selain itu, ditemukan bahwa akumulasi As oleh tanaman Pityrogramma calomelanos mencapai optimalnya pada tanah dengan pH 3.6. Namun demikian, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa remediasi tanah bekas pertambangan yang terkontaminasi As oleh tanaman pakis ini dapat ditingkatkan dengan mengubah pH tanah dari 4,6 menjadi pH 6,8. Anh,B.T., D.D.Kim, P.Kuschk, T.V.Tua, N.T.Hue dan N.N.Minh Effect of soil pH on As hyperaccumulation capacity in fern species, Pityrogramma calomelanos. J. Environ. Biol., 34(2):

45 Keunikan hiper-akumulasi arsenik oleh tumbuhan pakis Pteris vittata L. sangat penting dalam fitoremediasi tanah yang terkontaminasi arsenik. Tu, Ma dan Bondada (2002) melakukan penelitian untuk (i) memeriksa akumulasi arsenik yang dicirikan oleh pola distribusi As dalam tumbuhan pakis, dan (ii) menilai potensi fito-ekstraksi As oleh tumbuhan pakis. Pakis muda dengan lima atau enam daun dipindahkan ke tanah yang terkontaminasi arsenik yang mengandung 98 mg / kg As dan ditumbuhkan selama 20 minggu di rumah kaca. Pada saat panen, tanaman pakis ini menghasilkan biomassa kering total 18 g / tanaman. Konsentrasi arsenik dalam daun adalah 6000 mg / kg bobot kering setelah 8 minggu, dan meningkat menjadi 7230 mg / kg setelah 20 minggu dengan faktor biokonsentrasi (rasio konsentrasi arsenik tanaman dengan arsenik dalam air tanah) sebesar 1450, dan faktor translokasi (rasio konsentrasi arsenik dalam batang dan dalam akar) sebesar 24. Konsentrasi arsenik meningkat kalau daun menjadi tua, dimana daun tua mengakumulasikan sebanyak mg / kg As. Sebagian besar (sekitar 90%) dari arsenik diserap oleh pakis ternyata diangkut ke daun, dengan konsentrasi arsenik terendah dalam akar. Sekitar 26% dari arsenik tanah awal telah diserap oleh tanaman setelah 20 minggu tanam. Hal ini menunjukkan bahwa sifat hiper-akumulasi arsenik dari tumbuhan pakis dapat dimanfaatkan secara besar-besaran untuk memulihkan tanah yang terkontaminasi As... Tu,C. L.Q.Ma dan B.Bondada Arsenic accumulation in the hyperaccumulator Chinese brake and its utilization potential for phytoremediation. Jour. Environ. Qual., 31(5):

46 Baig dan Kazi (2012) melakukan penelitian untuk mengevaluasi translokasi arsen (As) dengan jenis-jenis sayuran yang ditanam di tanah pertanian irigasi untuk jangka waktu yang panjang dengan air sumur sebagai sampel uji sayuran dan dibandingkan dengan sayuran yang air irigasinya dari saluran air. Selain itu, total As dan As terekstraks etilen diamin tetra acetic acid (EDTA) dalam dari tanah dengan perlakuan air irigasi yang berbeda dianalisis dan dikorelasikan dengan konsentrasi As dalam sayuran. Korelasi yang signifikan secara statistik diperoleh antara fraksi As total dan As ekstrak EDTA. Kandungan As total dan As-EDTA yang tinggi ditemukan dalam sampel sayuran kontrol dan sayuran yang diperlakukan. Penelitian ini menyoroti peningkatan bahaya menanam sayuran di lahan pertanian yang secara terus menerus diberi air (irigasi) dengan air yang terkontaminasi As... Translocation of arsenic contents in vegetables from growing media of contaminated areas. Ecotoxicol. Environ. Saf., 75(1):27-32.

47 Seyler dan Martin (1989) mempelajari distribusi spesies arsenik, besi, dan mangan dalam mengoksidasi dan mereduksi perairan Danau Pavin, sebuah danau kawah kecil dan stratifikasinya bagus di daerah Massif Central (Prancis). Konsentrasi arsenat dan arsenit versus kedalaman tidak mencerminkan kesetimbangan termodinamika yang diharapkan, hal ini menunjukkan respons yang lambat dan tidak lengkap terhadap kondisi redoks perairan. Terjadinya arsenik di dalam zona an-oksik merupakan akibat dari transport fase partikulat, karena adsorpsi pada oksida-oksida besi dan mangan, dan mungkin juga masuk ke dalam jaringan tubuh organisme phytoplankton. Seyler, P. dan J. M. Martin Biogeochemical processes affecting arsenic species distribution in a permanently stratified lake. Environ. Sci. Technol., 23 (1989), pp. 1258–1263.

48 Arsenik adalah metalloid yang namanya senantiasa menimbulkan bayangan “pembunuhan”. Meskipun demikian, jenis-jenis prokariota tertentu mampu menggunakan oksi-anion arsenik sebagai sumber energinya, baik dengan mengoksidasi arsenit atau dengan merespirasikan arsenat. Mikroba ini secara filogenetis sangat beragam dan hidup dalam berbagai habitat. Siklus Arsenik berlangsung pada kondisi tanpa oksigen dan dapat mendorong oksidasi bahan organik. Dalam akuifer, reaksi-reaksi mikroba ini dapat memobilisasi arsenik dari fase padat menjadi fase larut air, sehingga dapat mencemari perairan. Oremland dan Stolz (2003) menganalisis bakteri0bakteri yang mampu melakukan metabolisme arsenik dan dampaknya terhadap spesiasi As dan mobilisasi arsenik di lingkungan alam. Oremland, R.S. dan J.F. Stolz The ecology of arsenic. Science, 300 (..): 939–944.

49 Ketersediaan biologis dan efek toksikologi As tergantung pada kondisi kimiawinya. Oleh karena itu penting untuk mengetahui spesiasi dan transformasi As dalam lingkungan darat dan perairan. Arsenit, As(III), ternyata jauh lebih beracun daripada arsenat As(V). Material tersuspensi dan sedimen dasar secara potensial dapat men-detoksifikasi As (III) yang masuk ke sistem perairan dengan mengubahnya menjadi As(V) melalui reaksi oksidasi abiotik. Oscarson et al. (1981) mempunyai hipotesis bahwa oksida Mn(IV) dan Fe(III) dapat menjadi akseptor elektron primer dalam oksidasi As(III) karena Mn dan Fe dengan cepat mengendap dalam banyak reaksi oksidasi-reduksi yang terjadi di dalam lingkungan alam. Namun demikian, peranannya dalam oksidasi As(III) menjadi As (V) belum diketahui dengan pasti. Oksida Mn(IV) merupakan oksidan sangat efektif dalam hubungannya dengan As(III); di sisi lain, meskipun sifat termodinamikanya menguntungkan, namun bukti bukti yang diperoleh menunjukkan bahwa reaksi redoks antara oksida Fe(III) dengan As(III) tidak terjadi dalam periuode waktu 72 jam, hal ini menunjukkan bahwa kinetika reaksi redoks antara As(III) dan Fe(III) berlangsung relatif lambat. Oscarson, D.W., P.M. Huang, D. Defosse dan A. Herbillion Oxidative power of Mn(IV) and Fe(III) oxides with respect to As(III) in terrestrial and aquatic environments Nature, 291 (..): 50–51..

50 Brannon Dan Patrick (1987) mempelajari proses fiksasi, spesiasi, dan mobilisasi arsen (As) selama interaksi sedimen dan air. Penekanan ditempatkan pada transformasi dan fiksasi As(V) dalam sedimen anaerobik, proses jangka panjang (6 bulan) pelepasan As alamiah dan yang dialami oleh tambahan As, dan sifat sedimen yang mempengaruhi mobilisasi As(V), As(III), dan As organik. Arsenik yang ditambahkan ke dalam sedimen menjadi berikatan dengan dengan senyawa besi dan aluminium yang bersifat immobil. Penambahan As(V) ke dalam sedimen sebelum inkubasi anaerobik juga mengakibatkan akumulasi As(III) dan As organik dalam air dan As-tukar dalam sedimen anaerob. Arsenik dimobilisasi dari sedimen dalam jangka pendek dan jangka panjang. Pelepasan As jangka pendek ternyata berkaitan dengan konsentrasi As dalam air dan As tukar. Pelepasan As jangka panjang berkaitan dengan kandungan dalam sedimen besi-total, besi diekstrak, atau konsentrasi setara CaCO3.. Brannon,J.M. dan W.H. Patrick Fixation, transformation, and mobilization of arsenic in sediment. Environ. Sci. Technol., 21(…): 450–459.

51 Moore, Walker dan Hayes (1990) menunjukkan bahwa reaksi dapat menghasilkan sejumlah besar K+ ke dalam larutan dan sangat sedikit Mn++. Spesies AS(V) dilepaskan ke dalam larutan dan dimasukkan ke dalam struktur K-birnessite. Reaksi oksidasi ini pada awalnya berlangsung cepat dan kemudian melambat. Oksidasi AS(III) dapat difasilitasi oleh reaksi autocatalytic Mn-As(V) yang terjadi sebagian besar di lokasi interlayer, dimana sejumlah besar As(V) dan K+ dapat dengan mudah dilepaskan ke dalam larutan. Moore,J.N., J.R. Walker, dan T.H. Hayes Reaction scheme for the oxidation of As(III) to As(V) by birnessite. Clay Miner., 38 (..): 549–555..

52 The standard thermodynamic properties at 25°C, 1 bar (ΔG f o, ΔH f o, S o, C P o, V o, ω) and the coefficients of the revised Helgeson–Kirkham–Flowers equations of state were evaluated for several aqueous complexes formed by dissolved metals and either arsenate or arsenite ions. The guidelines of Shock and Helgeson (Geochim Cosmochim Acta 52:2009–2036, 1988) and Sverjensky et al. (Geochim Cosmochim Acta 61:1359–1412, 1997) were followed and corroborated with alternative approaches, whenever possible. The SUPCRT92 computer code was used to generate the log K of the destruction reactions of these metal–arsenate and metal– arsenite aqueous complexes at pressures and temperatures required by the EQ3/6 software package, version 7.2b. Apart from the AlAsO 4 o and FeAsO 4 o complexes, our log K at 25°C, 1 bar are in fair agreement with those of Whiting (MS Thesis, Colorado School of Mines, Golden, CO, 1992). Moreover, the equilibrium constants evaluated in this study are in good to fair agreement with those determined experimentally for the Ca–dihydroarsenate and Ca– hydroarsenate complexes at 40°C (Mironov et al., Russ J Inorg Chem 40:1690, 1995) and for Fe(III)–hydroarsenate complex at 25°C (Raposo et al., J Sol Chem 35:79–94, 2006), whereas the disagreement with the log K measured for the Ca–arsenate complex at 40°C (Mironov et al., Russ J Inorg Chem 40:1690, 1995) might be due to uncertainties in this measured value. The implications of aqueous complexing between dissolved metals and arsenate/arsenite ions were investigated for seawater, high-temperature geothermal liquids and acid mine drainage and aqueous solutions deriving from mixing of acid mine waters and surface waters. Sifat termodinamika standar pada 25 ° C, 1 bar (? G fo, ΔH fo, S o, o CP, V o, ω) dan koefisien dari persamaan revisi Helgeson-Kirkham-Bunga yang negara dievaluasi selama beberapa kompleks berair dibentuk oleh logam terlarut dan baik arsenat atau arsenit ion. Pedoman Shock dan Helgeson (Geochim Cosmochim Acta 52: , 1988) dan Sverjensky et al. (Geochim Cosmochim Acta 61: , 1997) diikuti dan dikuatkan dengan pendekatan alternatif, jika memungkinkan. The SUPCRT92 kode komputer digunakan untuk menghasilkan log K dari reaksi penghancuran kompleks berair logam-arsenat dan logam-arsenit ini pada tekanan dan suhu yang dibutuhkan oleh paket perangkat lunak EQ3 / 6, versi 7.2b. Terlepas dari alaso 4 o dan FeAsO 4 o kompleks, log kami K pada 25 ° C, 1 bar berada dalam perjanjian yang adil dengan orang-orang dari Whiting (MS Skripsi, Colorado School of Mines, Golden, CO, 1992). Selain itu, konstanta kesetimbangan dievaluasi dalam penelitian ini berada dalam baik untuk kesepakatan yang adil dengan mereka ditentukan secara eksperimental untuk Ca- dihydroarsenate dan kompleks Ca-hydroarsenate pada 40 ° C (Mironov et al., Russ J Inorg Chem 40:1690, 1995) dan untuk Fe kompleks (III)-hydroarsenate pada 25 ° C (Raposo et al., J Sol Chem 35:79-94, 2006), sedangkan perselisihan dengan K log diukur untuk kompleks Ca-arsenat pada 40 ° C (Mironov et al., Russ J Inorg Chem 40:1690, 1995) mungkin disebabkan karena ketidakpastian dalam nilai yang terukur ini. Implikasi dari kompleks berair antara logam terlarut dan ion arsenat / arsenit diselidiki untuk air laut, cairan panas bumi temperatur tinggi dan drainase tambang asam dan larutan air yang berasal dari pencampuran air asam tambang dan air permukaan. Marini, L. dan M. Accornero Prediction of the thermodynamic properties of metal–arsenate and metal–arsenite aqueous complexes to high temperatures and pressures and some geological consequences. Environmental Geology, 52(7):


Download ppt "PENYERAPAN ARSEN OLEH TUMBUHAN Disbatraksikan oleh Smno.jursntnhfpub.2014."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google