Mengenal Apa itu Teknologi Bioremediasi

loading...
Mengenal Apa itu Teknologi Bioremediasi - Bioremediasi berasal dari dua kata yaitu “bio” dan “remediasi” yang dapat diartikan sebagai proses dalam menyelesaikan masalah. Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan. Peristiwa ini disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, saat polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.

Sejak tahun 1900an, orang-orang sudah menggunakan mikroorganisme untuk mengolah air pada saluran air. Saat ini, bioremediasi telah berkembang pada perawatan limbah buangan yang berbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi), yang biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri. Yang termasuk dalam polutan-polutan ini antara lain logam-logam berat (merkuri, stronsium, kadmium), petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, CFC, dan lain-lain. Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakan mikroorganisme untuk mengurangi polutan yang sedang diujicobakan. 
Mengenal Apa itu Teknologi Bioremediasi
Konsep Bioremediasi (Gambar: hubpages.com)


Bidang bioremediasi saat ini telah didukung oleh pengetahuan yang lebih baik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi oleh mikroorganisme, identifikasi jenis-jenis mikroba yang baru dan bermanfaat, dan kemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melalui teknologi genetik. Teknologi genetika molekuler sangat penting untuk mengidentifikasi gen-gen yang mengkode enzim yang terkait pada bioremediasi. Karakterisasi dari gen-gen yang bersangkutan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana mikroba-mikroba memodifikasi polutan beracun menjadi tidak berbahaya.

 

Tahapan Penerapan Biremediasi


Dalam penerapan bioremediasi, ada tiga tahap utama, yaitu:

 

a. Isolasi mikroba


Mikroba yang akan dijadikan agen bioremediasi harus diisolasi terlebih dahulu agar didapatkan mikroba spesifik dengan kemampuan yang telah diketahui.

 

b. Uji kemampuan mikroba


Setelah mikroba tersebut didapatkan, dilakukan uji kemampuan mikroba, apakah sudah sesuai dengan target atau belum. Setelah kemampuannya diketahui, dilakukan pula uji keamanan.

 

c. Uji keamanan


Uji kemampuan tanpa uji keamanan akan sangat berbahaya bagi lingkungan jika mikroba tersebut membahayakan. Mikroba yang telah diakui keamanannya contohnya Pseudomonas patida KT 2440 (Anonim, 2015).

 

Jenis-Jenis Bioremediasi

Jenis-jenis bioremediasi adalah sebagai berikut:

 

a. Biostimulasi


Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.

 

b. Bioaugmentasi


Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemui ketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal. Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi.

 

c. Bioremediasi Intrinsik


Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar. Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri "pemakan minyak". Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. 

Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan. Selain itu dibutuhkan pula penelitian pendekatan untuk mengetahui apakah aman saat mikroorganisme rekombinan itu dilepaskan ke lingkungan.

Untuk mengatasi air yang tercemar logam berat dapat digunakan ganggang, bakteri, dan jamur. Mikroba ini dapat mengakumulasikan logam berat dengan mengabsorbsi logam ke dalam selnya. Sacharomyces cerevisiae dan jamur Rhizophus arhirus dapat menyerap uranium dari limbah cair. Pseudomonas aeruginosa yang biasa hidup pada tanah yang tercemar minyak bumi dan dapat mengakumulasikan uranium sampai 56% berat kering sel.

Mikroba hasil seleksi telah mendapat perlakuan dan telah diseleksi yang telah mengalami perubahan fisiologis dan genetis, akan lebih efektif dan efisien dalam menguraikan senyawa pencemar. Mikroba ini biasanya dalam bentuk campuran beberapa spesies bakteri. Setelah diujicobakan di laboratorium, mikroba ini dapat langsung digunakan dengan menambah media pertumbuhan sehingga dapat meningkatkan proses penguraian bahan pencemar, misalnya untuk trikloroetilen digunakan bakteri Pseudomonas cepacea, untuk menguraikan pentaklorofenol dapat digunakan Phanerochaeta chrysosporum (Citroreksoko, 1996).

Penggunaan organisme hidup, biasanya bakteri, jamur, aktinomisetes, sianobakteri, dan tumbuhan untuk mereduksi atau mengeliminasi polutan yang bersifat racun disebut juga bioremediasi. Secara umum, bioremediasi bermanfaat terutama jika digunakan beberapa bakteri bersama-sama. Contohnya bakteri Pseudomonas dan Actinomycetes mampu mengoksidasi fenol menjadi CO2 dan H2O. Genera Bacillus, Pseudomonas, Mycobacterium, Corynebacterium, dan Microcoocus dapat menguraikan senyawa minyak bumi menjadi CO2 dan H2O.

Limbah dari industri kayu yang mengandung lignofosfat ± 60 % dan gula 36 % dan campuran bahan organik lainnya, seperti cairan sulfit dapat diuraikan oleh jamur Paecilomyces varioti. Limbah industri kayu ini dapat digunakan untuk pertumbuhan jamur Candida utilis, yang merupakan sumber protein sel tunggal. Jamur Chaetomium cellolyticum digunakan untuk menguraikan limbah selulosa menjadi protein sel tunggal untuk makanan ternak.