4.4 Fitoremediasi
Fitoremediasi menggunakan tumbuhan untuk membersihkan bahan cemar. Unit ini mendefinisikan fitoremediasi, menerangkan penggunaannya dan mengeksperimen keberkesanannya bagi air dan tanih.
SP 4.4.1Mendefinisikan fitoremediasi.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Mendefinisikan
Murid perlu menyatakan maksud fitoremediasi dengan tepat.
- IsiDefinisiHuraian
Fitoremediasi ialah penggunaan tumbuhan untuk menyingkirkan, menyerap atau menyahtoksikkan bahan cemar seperti logam berat dari tanih dan air.
ContohKeladi bunting menyerap bahan cemar dalam kolam kumbahan.
- IsiPrinsipHuraian
Tumbuhan menyerap bahan cemar melalui akar dan mengumpulkannya dalam tisu; tumbuhan itu kemudian dituai dan dilupuskan dengan selamat.
ContohBunga matahari menyerap plumbum dari tanih.
NotaDefinisi fitoremediasi
Fitoremediasi ialah penggunaan tumbuhan untuk menyerap, mengumpul, menguraikan atau menyahtoksik bahan cemar seperti logam berat (plumbum, kadmium, merkuri, arsenik) dan bahan organik daripada tanih dan air. Bahan cemar diserap oleh akar dan diangkut melalui xilem ke bahagian lain tumbuhan, kemudian tumbuhan dituai dan dilupuskan dengan selamat.
SP 4.4.2Menerangkan penggunaan fitoremediasi dalam kehidupan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menerangkan
Murid perlu menerangkan contoh penggunaan fitoremediasi dalam kehidupan dan sebab ia dipilih.
- IsiRawatan airHuraian
Tumbuhan akuatik seperti keladi bunting digunakan untuk merawat air sisa kumbahan dan kolam tercemar.
ContohTanah bencah buatan untuk merawat air larian.
- IsiRawatan tanih dan kebaikanHuraian
Bunga matahari dan Pteris vittata menyerap logam berat seperti plumbum dan arsenik; kaedah ini berkos rendah dan mesra alam tetapi mengambil masa.
ContohTapak bekas lombong boleh dipulihkan dengan tumbuhan.
JadualPenggunaan fitoremediasi dalam kehidupan
| Tumbuhan | Kegunaan |
|---|---|
| Keladi bunting (Eichhornia crassipes) | Menyerap logam berat dan nutrien berlebihan dalam air sisa kumbahan dan kolam |
| Kiambang (Pistia stratiotes) | Menyerap logam berat dan nitrat daripada air tercemar |
| Bunga matahari (Helianthus annuus) | Menyerap plumbum dan bahan radioaktif dari tanih |
| Pokok sesawi India (Brassica juncea) | Mengumpul plumbum dan kadmium dari tanih |
| Paku pakis (Pteris vittata) | Mengumpul arsenik dari tanih |
| Kelebihan | Kos rendah, mesra alam, mengekalkan struktur tanih dan mencantikkan kawasan |
SP 4.4.3Mengeksperimen untuk mengkaji keberkesanan tumbuhan fitoremediasi dalam pengawalan:- (i) pencemaran air.
- (ii) pencemaran tanih.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Mengeksperimen
Murid perlu menjalankan eksperimen mengkaji keberkesanan tumbuhan fitoremediasi dalam pengawalan (i) pencemaran air dan (ii) pencemaran tanih.
- Isi(i) Pencemaran airHuraian
Dimanipulasikan: kehadiran keladi bunting; bergerak balas: kekeruhan air (atau kandungan bahan cemar); dimalarkan: isi padu air sisa dan tempoh. Bekas tanpa tumbuhan sebagai kawalan.
ContohEksperimen boleh dilanjutkan untuk mengenal pasti tumbuhan akuatik fitoremediasi yang paling berkesan.
- Isi(ii) Pencemaran tanihHuraian
Dimanipulasikan: kehadiran bunga matahari; bergerak balas: kandungan logam berat tanih selepas beberapa minggu; dimalarkan: jisim tanih, isi padu siraman.
ContohHipotesis: pasu bertumbuhan mengandungi logam berat lebih rendah daripada pasu kawalan.
Peta alirEksperimen: keberkesanan fitoremediasi dalam pengawalan pencemaran air
- Sediakan dua bekas berisi isi padu air sisa (contoh air longkang) yang sama
- Masukkan keladi bunting ke dalam bekas A; bekas B tanpa tumbuhan sebagai kawalan
- Ukur kekeruhan, nilai pH atau kepekatan nitrat/fosfat air pada hari pertama
- Letakkan kedua-dua bekas di tempat yang sama selama 2 minggu
- Ukur semula parameter yang sama setiap 2 hingga 3 hari dan rekod
- Bandingkan kualiti air dalam bekas A dan B
- Keselamatan: pakai sarung tangan semasa mengendalikan air sisa dan basuh tangan selepas eksperimen
Peta alirEksperimen: keberkesanan fitoremediasi dalam pengawalan pencemaran tanih
- Sediakan dua pasu berisi tanih tercemar (contoh tanih dicampur larutan garam logam berat yang dicairkan, disediakan oleh guru) yang sama jisim
- Tanam anak pokok bunga matahari dalam pasu A; pasu B tanpa tumbuhan sebagai kawalan
- Siram kedua-dua pasu dengan isi padu air suling yang sama setiap hari selama beberapa minggu
- Uji kandungan logam dalam tanih (atau pertumbuhan anak benih kacang ujian dalam tanih tersebut) sebelum dan selepas tempoh kajian
- Bandingkan keputusan pasu A dan B
- Keselamatan: pakai sarung tangan dan topeng; lupuskan tumbuhan yang dituai mengikut arahan guru
JadualPemboleh ubah dan hipotesis eksperimen fitoremediasi
| Aspek | Pencemaran air | Pencemaran tanih |
|---|---|---|
| Pemboleh ubah dimanipulasikan | Kehadiran keladi bunting | Kehadiran pokok bunga matahari |
| Pemboleh ubah bergerak balas | Kualiti air (kekeruhan, kepekatan nitrat/fosfat) | Kandungan logam berat dalam tanih |
| Pemboleh ubah dimalarkan | Isi padu dan jenis air sisa, tempoh, lokasi | Jisim dan jenis tanih, isi padu air siraman, tempoh |
| Hipotesis | Keladi bunting dapat mengurangkan bahan cemar dalam air sisa | Pokok bunga matahari dapat mengurangkan logam berat dalam tanih |
| Pemerhatian | Air dalam bekas A lebih jernih | Kandungan logam dalam pasu A lebih rendah |
| Inferens | Akar keladi bunting menyerap bahan cemar daripada air | Akar bunga matahari menyerap logam berat dan mengangkutnya melalui xilem |
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- SKUD
- Tindakan tumbuhan fitoremediasi: Serap, Kumpul, Urai, Detoksik (nyahtoksik) bahan cemar
Kad imbas
- Fitoremediasi
- Penggunaan tumbuhan untuk menyingkirkan atau menyahtoksik bahan cemar dari tanih dan air
- Contoh tumbuhan fitoremediasi air
- Keladi bunting dan kiambang
- Contoh tumbuhan fitoremediasi tanih
- Bunga matahari dan sesawi India
- Fungsi bekas tanpa tumbuhan dalam eksperimen
- Kawalan untuk perbandingan
- Tisu yang mengangkut logam berat dari akar ke pucuk
- Xilem
Semak kefahaman
Nyatakan maksud fitoremediasi. (SP 4.4.1)
Lihat jawapan
Fitoremediasi ialah penggunaan tumbuhan untuk menyingkirkan bahan cemar dari tanih dan air.
Nyatakan satu kelemahan fitoremediasi. (SP 4.4.2)
Lihat jawapan
Fitoremediasi mengambil masa yang lama.
Nyatakan pemboleh ubah bergerak balas dalam eksperimen keberkesanan keladi bunting merawat air sisa. (SP 4.4.3)
Lihat jawapan
Kekeruhan air atau kandungan bahan cemar dalam air.
13 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai pengangkutan dalam tumbuhan. |
| TP2 | Memahami pengangkutan dalam tumbuhan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai pengangkutan dalam tumbuhan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai pengangkutan dalam tumbuhan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai pengangkutan dalam tumbuhan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains berkaitan pengangkutan dalam tumbuhan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai pengangkutan dalam tumbuhan.
Aktiviti: Murid memadankan kad 'fitoremediasi' dengan gambar tumbuhan yang membersihkan air atau tanah tercemar dan menyebut maksud istilah itu dengan ayat pendek. 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad dan sebutan maksud dicatat guru
SP disasar: 4.4.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami pengangkutan dalam tumbuhan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid mentakrifkan fitoremediasi dan menerangkan satu contoh penggunaannya (kiambang, keladi bunting, bunga matahari) dalam membersihkan pencemaran dengan jadual contoh.
Evidens PBD: Takrif dan jadual contoh tumbuhan fitoremediasi
SP disasar: 4.4.1, 4.4.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai pengangkutan dalam tumbuhan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid mengeksperimen keberkesanan tumbuhan fitoremediasi dalam mengawal pencemaran air atau tanah menggunakan air berwarna atau berbaja, mengukur perubahan selama beberapa hari dan merekod pemerhatian.
Evidens PBD: Jadual data pencemaran sebelum dan selepas eksperimen
SP disasar: 4.4.2, 4.4.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai pengangkutan dalam tumbuhan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menganalisis data eksperimen dua jenis tumbuhan, membandingkan keberkesanan dan menerangkan mekanisme penyerapan bahan pencemar oleh akar tumbuhan.
Evidens PBD: Analisis perbandingan dua tumbuhan dan penerangan mekanisme
SP disasar: 4.4.2, 4.4.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai pengangkutan dalam tumbuhan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid menilai penggunaan fitoremediasi berbanding kaedah kimia untuk membersihkan sungai atau kolam sekolah dari segi kos, kelestarian dan keselamatan, lalu mewajarkan kaedah terbaik.
Evidens PBD: Jadual perbandingan kaedah dan justifikasi pilihan
SP disasar: 4.4.2, 4.4.3 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains berkaitan pengangkutan dalam tumbuhan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Murid mereka bentuk sistem tanah lembap buatan mini daripada pasu dan tumbuhan akuatik untuk membersihkan air kumbahan mudah, menguji keberkesanan dan mencadangkan penambahbaikan.
Evidens PBD: Prototaip, data ujian dan cadangan penambahbaikan
SP disasar: 4.4.2, 4.4.3 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 42 unit Biologi Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.